多功能数字钟基于AT89C51单片机的电子钟的设计.doc

课程设计任务书 课程名称：微型计算机技术 设计题目：多功能数字钟 基于AT89C51单片机的电子钟的设计 电子钟使用外接时钟芯片作为时钟源，精确到秒。显示部分为LED动态显示设计；并有键盘设计； 硬件设计： 1）最小系统设计：AT89C51单片机为本设计的控制器，包括外扩ROM，RAM各32 M（其大小由设计者自己设计），系统时钟电路、复位电路等构成的最小系统； 2）接口电路的设计：设计者扩展一个并行接口〔8155或8255〕，键盘设计由设计者根据需要设计键盘的数量，显示采用LED显示，显示电路也根据显示的内容设计（年、月、日，时、分、秒；可用两屏显示）； 3）有开机显示状态（如显示888888）； 4）在完成基本设计功能同时可以增加功能。 软件设计： 1）主程序设计（包括初始化芯片，定时器，中断以及SP指针等）； 2）各功能子程序设计，键盘子程序、\显示子程序设计，定时，中断程序等； 引言： 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，单片机具有体积小、、价格低廉、自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，这些都离不开单片机。4位、8位、16位到32位，单片机功能越来越强大，价格越来越低，同时应用领域的扩大也使得更多人加入到基于单片机系统的开发行列中，推动着单片机技术的创新进步。 数字时钟应用广泛，在现实生活中有着至关重要的作用，在工业控制和日常生活中它不仅可以用于计时、提醒又可用于对机器的控制。给人们的生活，学习，工作，娱乐带来极大的方便一般由振荡器，分频器，译码器，显示器等部分组成采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确，性能稳定主要利用AT89C51单片机单片机口数码管的位显示， 口控制数码管的段显示，P口与按键相接用于时间的校正一电路，产生+5V电压用于给CPU及显示电路提供工作电压，这是数字时钟正常工作时的总电压。显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出，通过六个段LED显示器显示出来。校时电路是直接加一个脉冲信号到时计数器或者分计数器或者秒计数器来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整 图1 系统结构图 1.2主要模块方案选择比较与论证 1.2.1单片机的选取 选用AT89C51作为控制器，具有价格低，性价比高，功能齐全的特点，拥有多个定时器和其他外围功能。作为8位单片机运行速度快且工作稳定。。 1.2.2输入方案的选择 方案1：采用实时时钟芯片DS1287、DS12887、DS1302等 具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，不需要程序干预。 方案2：使用单片机内部的可编程定时器。 利用单片机内部的定时计数器进行中端定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，但程序设计较为复杂。 经比较 选择方案二 1.2.3输入方案的选择 方案一：通过矩阵键盘输入数据，可调范围广，但占用单片机管脚较多，不易于其他功能的实现。 方案二：通过独立键盘输入数据，通过数据的加减来确定数据，占用管脚少，功能齐全且直接输入方便快捷，易于控制。 经比较，故比较选用方二 1.2.4显示方案选择 方案一：使用液晶显示，显示信息的可读性，看起来更方便。而12864点阵液晶模块微功耗，尺寸小，超薄轻巧，字迹美观，视觉舒适，显示信息量大，方案二：数码管，显示信息少，。 经比较，故选用方案二进行设计 2、系统硬件电路模块 2.1 AT89C51单片机 AT89C51是低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机4k 字节FLASH 闪速存储器，128 字节内部RAM，32 个I/O 口线，2 个16 位定时/计数器，一个5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器， AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51 降至0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种可选的节电工作模式。空闲方式体制CPU 的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器体制工作并禁止其他所有不见工作直到下一个硬件复位。