51单片机的电子时钟的设计.doc

目 录 0 前言…………………………………………………………………1 1 总体方案设计………………………………………………………1 2 硬件电路设计………………………………………………………2 3 软件设计……………………………………………………………4 4 调试分析及说明……………………………………………………5 5 结论…………………………………………………………………7 参考文献 ……………………………………………………………7 课设体会 ……………………………………………………………8 附录1 电路原理………………………………………………………9 附录2 程序清单……………………………………………………10 电子时钟的设计 许山 沈阳航空航天大学自动化学院 摘要：传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而且利用率也比很低，随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。 单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口于一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51系列的单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。，本次设计提出了系统总体设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，在用C语言设计了具体软件程序后，将各个模块完全编译通过过后,结果证明了该设计系统的可行性。该设计给出了以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LED显示模块实时显示数字的设计方案，适当地解决了实际生产和日常生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的应用性。 关键字：AT89C2051,C语言程序，电子钟。 前言2硬件电路设计 (1) 时钟电路设计 单片机利用外部12MHZ晶振构成振荡电路作为时钟源，时钟电路的原理如下图。 图2 时钟电路图 (2) 独立按键输入电路 按键处理设置为:当有没键按下时，时钟正常运行；当按一次K1，时钟停止走动，按K2对秒进行调整；当K1按2次时，按K2 对分进行调整；当K1按下3次时，按K2 对小时进行调整，当按下4次K1时，校时完毕，时钟按设定的时间进行正常走时。当按1次K3进入闹钟设置界面，时钟继续进行走时，按K2对秒进行设置；当按2次K3，按K2对分进行设置；当按3次K3，按K2对秒进行设置；当按下4次K3时，闹钟设置完毕进入时钟显示界面。电路图如下图 图3 独立按键电路 (3) 单片机系统 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。外形及引脚排列如下图 图4 单片机系统图 (4) ＬＣＤ液晶显示 LCD1602采用标准的16脚接口，第1脚：VSS为电源地;第2脚：VDD接5V电源正极；第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高；第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器；第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作；第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端。第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端；第15～16脚：空脚或背灯电源。电路如下图 图5 LCD液晶显示图 3软件设计 本系统的软件系统主要可分为主程序、定时计数中断程序、时间调整程序、延时程序四大模块。系统的流程图如下图 设计思路： 本系统主要可分为主程序、定时计数中断程序、时间调整程序、延时程序和LCD液晶驱动程序。定时中断程序是利用单片机内部定时器0实现1秒的定时，然后利用软件延时实现分小时，时间调整程序是利用单片机的内部存贮器，把调整好的时间写到显示时间的存贮单元，然后启动定时器开始计时并显示，延时程序是利用软件实现延时达到去抖的目的。液晶启动程序是为了把单片机的数据送到显示器的同时让显示器的第6脚使能断的电平实现由1到0的跳变，使显示器执行显示的命令。主程序就是利用这些子程序中断程序实现显示、定时、闹钟等功能。 4调试分析及说明 (1) 时钟正常运行调试仿真图 图6 正常运行仿真图 (2) 闹钟调试仿真图 图7 对闹钟时间进行设置 图8 设置好的闹钟时间 图9 闹钟响铃 (3) 时间调整仿真 图10 对时分秒的调整 5 结论 本次电子时钟的设计基本完成：当没有键按下时，时钟正长运行；当按一次