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武汉大学电子信息学院
电子系统综合设计课程论文
数字钟系统的设计与实现
专 业：
年 级：
作 者：
指导教师：
2012年6月20日
目录
1.选题背景与意义………………………………………………………………………1
2.功能指标设计…………………………………………………………………………1
3.系统总体方案设计……………………………………………………………………1
3.1核心器件的选择…………………………………………………………………1
3.2系统整体框图……………………………………………………………………2
3.3模块方案设计……………………………………………………………………2
4.硬件设计………………………………………………………………………………3
5.软件设计………………………………………………………………………………4
5.1主程序流程图……………………………………………………………………4
5.2显示模块流程图…………………………………………………………………4
5.3中断服务流程图…………………………………………………………………6
5.4校时子程序………………………………………………………………………8
6.系统仿真测试…………………………………………………………………………8
6.1测试环境…………………………………………………………………………8
6.2测试步骤………………………………………………………………………..8
6.3测试结论……………………………………………………………………… 8
参考文献……………………………………………………………………………… 8
附录1 系统参考代码…………………………………………………………………9
附录2 系统器件清单…………………………………………………………………11
选题背景及意义
单片机应用系统因其优异的性能、高可靠性以及成本低廉被广泛应用于航空航天、工业测控、机器人感觉、数字信号处理、通信等各个技术领域。在比较特殊的应用领域中，我们不仅希望单片机能够完成数据的采集处理，同时还想知道产生这些数据的时刻，以便于更详细地了解和掌握现场情况，这就需要为单片机系统增加数字时钟的功能。
数字钟是采用数字电路实现对时分秒的数字显示的计时装置，广泛应用于个人、家庭、车站、码头、办公室等情况和场所，已成为人们日常生活中的必需品。数字钟能长期、连续、稳定、可靠地工作，同时还具有体积小、功耗低的优点，便于携带，使用方便。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的发展，新型数字钟的精度已经远远超过老式的机械钟表，可见钟表的数字化给人们的生活带来了极大的方便。而在实现数字钟的各种方法中，使用单片机实现的数字钟不仅设计方法灵活，计时准确，而且可以很方便地通过软件编程使数字钟拥有丰富可靠的功能，同时也便于新功能的扩展，因而是不错的选择。
目前数字钟的常见功能有：自动计时并显示时间、通过按键或者键盘进行时间校准（包括对闹铃的设置）、闹钟功能、整点报时功能，以及万年历等等众多扩展功能。鉴于我们首次接触单片机的有关知识，对复杂功能的实现还有困难，本次设计中我们只选择实现前两个基本功能，并希望通过自主学习、小组讨论、动手实践、与老师交流等途径尽可能多的掌握单片机的基础知识。
2．功能指标设计
根据要实现的功能，我们确定了以下的设计要求：
1）设计一个精确的一秒定时器；
2）根据一秒定时器，设计一个带小时、分钟、秒的时钟，并将小时、分钟、秒显示在LED上；
设计小时、分钟、秒的修改按键，可分别调整小时、分钟、秒。
3．系统总体方案的设计
3.1核心器件的选择
该数字钟系统的设计用MCS51单片机系统学习板即可。根据数字钟系统的功能要求，可得到该系统的实现需要三个主要部分，即定时计数部分、显示部分和时间调整部分。51单片机内部的脉冲振荡电路为单片机的工作提供时钟节拍，两个定时/计数器可由软件设置为定时工作方式或计数工作方式及其他灵活多样的可控功能方式，为数字钟系统的定时计数部分提供了硬件基础。V1.1实验板上的总线扩展八位高亮数码管已由内部电路与单片机相连，通过单片机IO口进行数据传输可以实现对数码管显示的控制，数字钟系统的时间显示部分由这部分完成，若显示时分秒则只需其中六位数码管。在工作过程中对时分秒的校准需要通过外部按键与内部电路相联系，V1.1实验板上的4路独立按键和4*4矩阵键盘为设计提供了较完善的按键功能，保证了时间调整部分的硬件基础。51单片机有5个中断源，256B的片内RAM和4KB的片内flash ROM，完成所需功能不需要外部硬件的扩展，使得整个设计方案较为简便。
作为整个系统核心的SST单片机不仅有
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