简易数字钟的方案设计书.docVIP

单片机课程设计论文 设计题目：简易数字钟单片机设计 学院：汽车学院 班级：电气工程及其自动化 三班 成员名单： 指导教师：王春梅 课程设计时间：2012年5月14----2012年5月25 摘 要 数字钟已经成为人们日常生活中不可缺少的必需品，广发应用于家庭及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作及娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使得数字钟具有走时准确、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。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟的设计，因此进行数字的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，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生活的各个角落，有力地推动了各行各业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（共阴极LED数码显示器等），再配以相应的软件，达到制作简易数字钟的目的。硬件部分采用了单片机原理实验室的实验箱进行合理接线调试；软件部分通过keil进行了C程序的修改编译，protues软件仿真等。最终在实验箱上实现了与仿真结果相同的实际效果。 关键词 单片机定时功能、AT89C51、共阴LED、Keil、Protues软件。  1 设计任务描述 1.1 设计目的 熟练使用Keil开发环境，具备编写单片机程序(汇编语言或C语言)的初步能力，通 过完成本课题的软硬件设计，使同学们了解单片机实例的整个开发流程。 1.2 基本要求 ⑴简要说明 用单片机设计出一个数字钟。此数字钟完成自动走时和时间调整的功能。 ⑵任务和要求 设计简易的数字钟，该数字钟满足以下要求： 1． 开机时，显示12：00：00的时间开始计时； 2． P0.0/AD0控制“秒”的调整，每按一次加1秒； 3． P0.1/AD1控制“分”的调整，每按一次加1分； 4． P0.2/AD2控制“时”的调整，每按一次加1个小时2 设计思路 基于单片机的简易数字钟设计主要可以分为以下几个模块来考虑： ㈠ 对于单片机AT89C51的T0，T1定时中断部分。本次设计中的单片机晶振频率采用了精准的11.0592MHZ。故对T1初值设定为：DC00h，实现了10ms的定时，然后C程序中通过定义一个变量i,对i进行i++的100次循环，如此即可达到最小1S的实现。而后在这个1S程序段的基础之上，我们可以分别编写出对时，分的程序段。对于定时器T0,我们可以将其用来作为数码管动态扫描的定时中断，本次设计设为50ms左右，初值为FC17h。这个取值通过最后的仿真及实际效果看出合理，不会出现闪烁等情况。 ㈡ 校时电路。本次设计要求了该简易数字钟必须具备时、分的调整功能。故必须接入3个简单的按键（本设计设置问p0.2调时、p0.1调分、p0.0调秒，按键为实验箱单次脉冲按键模块），并且在软件部分必须引入这3个独立按键的子程序。 ㈢ 显示电路。考虑采用动态显示部分，用P1口作为数码管数据（段选），P2口作为数码管控制（位选）。动态显示通常都是采用动态扫描的方法进行显示，即循环点亮每一个数码管，这样虽然在任意时刻都只有一位数码管被点亮，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位数码管间隔时间足够短，就可以给人以通俗显示的感觉。上面第一部分已提到，我们采用了50ms左右的时间间隔，并且是合理的。6位数码管，实验室的硬件是共阴极的，故我们的数码表采用{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, 0x00}; ㈣ 晶振电路。 在AT89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。 ㈤ 复位电路。 这部分设计用来完成对单片机的复位。 以上是对本次设计课题的初步分析，以下将对各部分模块设计进行详细阐述。 3 设计方框图 3.1 数字钟硬件部分示意图 该简易数字钟硬件部分主要由晶振、手动复位、单片机AT89C51、数码管显示、时间调整按键模块组成。框图如下： 图3.1 数字钟硬件系统示意图 3.2 数字钟软件部分组成框图 3.2.1 时间调整的程序流