学位论文--单片机电子时钟设计.docVIP

绪 论 单片机在多功能数字电子钟中的应用已是非常普遍，人们对电子时钟的功能及工作顺序都已非常熟悉了，但是却很少知道它的内部结构以及工作原理。由单片机作为电子时钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号来实现计时功能，将时间数据由单片机输出，利用显示器将时间显示出来。通过键盘可以进行时间的设定。输出设备显示器可以用液晶显示技术或数码管来显示技术。 本系统利用单片机实现具有计时、校时等功能的数字电子时钟，是以单片机AT89C51为核心元件同时采用LED数码管显示器动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。另外具有校时功能，利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点。 第一章 概述 1.1课题研究的目的和意义 数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于电子集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使电子钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域，因此进行电子钟的设计是必要的。尽管目前市场上已有现成的电子钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于单片机定时器的功能也可以完成电子钟电路的设计，因此进行电子钟的设计是可行的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路和单片机的知识有机的、系统的联系、组织起来应用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序，调试电路、程序的能力。 单片机具有体积小、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。 1.2国内外研究的现状及发展趋势 从单片机近年的发展趋势来看，正朝着多层次用户、多品种、多规格带有时钟功能的电子产品和电子设备进年来广泛地出现在中例如奥运会倒计时显示屏、铁路安全显示屏、生产线看板、体育比赛记时屏、大型室外高亮度时钟等，这类产品覆盖银行、医院、地铁车站、体育运动、电视台、监控系统、高大建筑物等行业。作为一种人机接口方式，语音比，鼠标键盘等设备更易于使用。从而得到了各界领域的广泛应用所以对语音的研究有很大的实际意义。 图2-1系统功能分析设计图 2.1.3系统设定详细说明 本课题设计需要六个数码管进行时间显示，刚打开电源时，系统初始状态显示的时间为12:00:00，然后电路会自动开始计时。当秒到60时，则分上加1同时秒位清零显示00，然后再从00自动开始计时；当分到60时，则小时上加1同时分位清零显示00，然后再从00开始；当小时显示变为23:59:59时，接下来的显示则变为00:00:00，电路自动开始计时，然后循环上述过程进行计时。电路中有对时、分、秒进行加/减1的各自单独的时间调整按钮，时间调整按钮每按一次，则相应调整的显示时间值加/减1。按S1键，则秒＋1；按S2键，则秒－1；按S3键，则分＋1；按S4键，则分－1；按S5键，则小时＋1；按S6键，则小时－1。 2.2实现时钟计时的基本方法 利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。 (1) 计数初值计算: 把定时器设为工作方式1，定时时间为50ms，则计数溢出20次即得时钟计时最小单位1s。 定时器方式1为16位定时/计数器工作方式，用于定时工作方式时，计数时间为： T=(216-T0初值)×振荡周期×12 假设使用T/C0，方式1，50ms定时，晶振频率fosc=12MHz。则初值X满足： （216-X）×1/12MHz×12×1μs = 50000μs X=15536D→0011110010110000B→3CB0H (2) 采用中断方式进行溢出次数累计,计满20次则为秒计时（1秒）； (3) 从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。 2.3电子钟的时间显示 电子钟的时钟时间要在六位数码管上进行显示，则要在内部RAM中设置缓存地址单元。 显示寄存器单元位： 32H 31H 30H 时显示寄存器单元位 分显示寄存器单元位 秒显示寄存器单元位 2.4电子钟的时间调整 时间调整：用6个按键S1、S2、S3、S4、S5、S6，通过P1.0～ P1.5口将调整信号输入单片机，再通过程序控制来完成时间调整的功能。 2.5总体方案介绍 2.5.1计时方案 利用AT89C51单片机内部的定时/计数器进行中断时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高，对单片机的