单片机电子钟课程设计说明书.doc

单片机电子钟课程设计说明书 1、设计课题任务和功能要求说明及总体方案介绍 1.1 设计课题任务 设计题目：数字电子钟 本课程设计室采用单片机最小系统来实现以上要求，设计一个数字钟，要求开机时，显示“00—00—00”的时间开始计时，并且用3个按键分别控制控制“秒” 、“分”、 “时”的调整，每按一次加1秒、1分；和1个小时。 1.2 功能要求说明 该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”， 进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。 1.3 总体方案介绍及工作原理说明 1.3.1 总体方案介绍 本次设计电子钟系统功能简单，用单片机的最小系统就能得以实现。而单片机的最小系统设计中实际上最重要的就是对键盘/显示器接口的设计，系统不同要求就不同，接口设计也就不同。对一个键盘/显示器接口设计应从整个系统出发，综合考虑软、硬件特点。 1.3.2 工作原理说明 数字电子钟的计时原理为：上电后，电子时钟从“00—00—00”开始计时。当定时器0的定时时间满256μs后，定时器0溢出一次，溢出满4000次后，数字电子时钟的秒加1，满60秒后，分加1，满60分后，时加1，满24时后，电子表重新从“00—00—00”开始计时。其工作原理图如下图1.2： 图1.2秒计时器原理图 2、设计课题硬件系统的设计 2.1 数字电子钟硬件系统各模块功能简要介绍 2.1.1 时钟电路 在AT89S52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。 2.1.2 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序，并使其它功能单元处于一个确定的初始状态。本复位电路采用的是按键复位，它是通过复位端经电阻与VCC电源接通而实现的，它兼具上电复位功能。因本系统的晶振的频率为12MHz，所以，复位信号持续时间应当超过2μs才能完成复位操作。 2.1.3 键盘电路 本系统采用的是独立式键盘结构，每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。它软件是采用查询式结构，首先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。 2.1.4 电源电路 我们直接采用USB电源。它可以热插拔。这就让用户在使用外接设备时，不需要重复“关机将并口或串口电缆接上再开机”这样的动作，而是直接在电脑工作时，就可以将USB电缆插上使用。而且具有携带方便，成本低，制作电路简单的特点，输出电压足以支持单片机工作。　　 2.1.5 显示电路 系统采用动态显示方式，用P0口来控制LED数码管的段控线，而用P2口来控制其位控线。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，这样虽然在任何时刻都只有一位数码管被点亮，但由于人眼存在视觉残留效应，只要每位数码管间隔时间足够短，就可以给人以同时显示的感觉。8个欧姆电阻则起限流作用。电路结构采用动态扫描的方式，所有数码管的段控端公用单片机P0口的8根输出口线，数码管的段控端a、b、c、d、e、f、g、dp分别接到P0口的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7口线上，每个数码管的位控线单独占用单片机P2口一根输出口线，8位数码管从高位到低位分别接P2.0～P2.7引脚。段控码（低电平有效）由P0口输出经上拉电阻上拉电压后送到数码管的段控端，位控码由P2口输出经三极管S9050驱动后送到数码管的位控端。 2.2 数字电子钟电路原理图、PCB图、元器件布局图 2.2.1 数字电子钟电路原理图 数字电子钟电路原理图参见附录。 2.2.2 数字电子钟PCB图 数字电子钟PCB图参见附录。 2.2.3 元件布局图 数字电子钟元件布局图参见附录。 2.2.4 实物实验结果图 数字电子钟实物实验结果图参见附录。 2.3 数字电子钟元器件清单 表2.1 数字电子钟元器件清单 元件名称 封装形式 元件号 LED数码管(共阳极) DIP-12 L1 LED数码管(共阳极