基于单片机的数字时钟设计详解.doc

郑州航空工业管理学院 单片机课程设计说明书 12 级 电子信息工程 专业 82 班级 题 目 基于单片机的数字电子时钟 学 号 121308227 姓 名 王涛 指导教师 王丹 二О一 四 年 十二 月 十七 日 一、电子时钟的基本原理 数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到广泛的应用。另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能，且闹钟铃声可自选，使一款电子钟具备了多媒体的色彩。单片机STC89C52在Proteus软件中实现数字时钟的定时、时间调整、闹正设置等功能。具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间。 本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机AT89C52芯片和2个四位一体的共阳极的数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机数字时钟。 单片机控制的数字钟的硬件结构与软件设计,给出了C语言源程序。此数字钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。显示器件选用LED七段数码管。在译码显示电路输出的驱动下，显示出清晰、直观的数字符号。针对数字钟会产生走时误差的现象，在电路中就设计有有校准时间功能的电路。使用动态数码显示的方法，运用独立式按键识别过程，按“时”，“分”，“秒”数据送出显示处理方法。 （1）具有时、分、秒计数显示功能，以24小时循环 （2）LED数码管显示时、分、秒的个位和十位 （3）可以在任意时刻校准时间 （4）能够完成时间的显示、复位等功能 二、电子时钟的硬件设计 图1数码管选择端 图2接外部晶振 图3按键原理 图4 89c52单片机 AT89C52单片机采用40条引脚双列直插式器件，引脚除5V（ 40脚）和电源地（ 20脚）外，其功能分为时钟电路、控制信号、输入/输出三大部分. ① Vcc　40 电源端；GND　20 接地端。工作电压为5V 。 ② 外接晶振引脚 晶振连接的内部、外部方式图 XTAL1　19 、XTAL2　18 ：XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。 ③复位　RST　9 常用复位电路图 在振荡器运行时，有两个机器周期（24个振荡周期）以上的高电平出现在此引腿时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平，51芯片便循环复位。复位后P0－P3口均置1引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。 P0口：P0口是一个八位三态I/O口，在访问外部存储器时，可分时用作低八位地址线和八位数据线；该系统中P0口是和8个330的电阻相连接到数码管上，用来控制数码管的段选线，因为数码管是共阳极的，故低电平时有效，数码管的字段才会点亮； P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，在访问外部存储器时，它送出高八位地址；在系统中它是和8个4.7K的电阻相连接到三极管上，用来控制数码管的字选线，还需要用一个低电平使三极管导通，字选线也是低电平时有效，数码管才会点亮； P3口：P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口：在系统中其中P3.0到P3.4四个接口是和4个按键相连，可以用来调时，P3.7接口是通过一个电阻、三机管和蜂鸣器相连，当电路连接正确且三极管导通时，蜂鸣器就会发出响声； （3）键盘显示、通信部分：主要是由一个MAX232芯片、四个按键、两个4位的LED及一些电阻等元件组成，构成了LED显示电路及键盘控制电路，下面分别作介绍： LED显示电路：LED数码管是通过控制对应发光二极管来显示数字的，每个数码管是由8个发光二极管构成，外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光，数码管有共阴极和共阳极之分；系统采用的是共阳极的，用因为因为需要实时显示当前的时间,即时、分、秒，因此需要6个数码管，另需