单片机课程设计数字钟精选.doc

《单片机技术》课程设计说明书 数字电子钟 学 院： 电气与信息工程学院班 图1 数字电子时钟硬件框图 本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89S52作为核心控制器，基于单片机AT89S52自身具有的定时资源，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，利用单片机的控制作用，通过八位七段式数码显示管直接显示“时-分-秒”时间信息，来实现相关的功能。并能对其进行相应的设置，修改。 本设通过使用定时器0方式1产生1秒的标准时间，方式1是16为计数结构的工作方式，定时时间计算公式为（1）。 （1） 本设计中的数码管是共阳接法，低电平可驱动数码管。动态显示，延时时间为10毫秒，由于视觉暂留效应，人眼观测出的数码管一直处于亮状态。 CPU通过调用扫描键盘按键情况，再调用相应的键功能函数实现时间的调整。 2 设计课题硬件系统的设计 2.1 AT89S52芯片 工作原理：单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。其中有中央处理器CPU,内部数据存储器，内部程序存储器，定时/计数器，并行IO口，串行IO口，中断控制电路，时钟电路，位处理，内部整线。 图2 AT89S52引脚图 2.2 晶振电路 单片机本身是一个复杂的同步时序系统，为了保证同步工作方式的思想，单片机必须有时钟信号，以使其系统在时钟信号的控制下按时序协调工作。本设计采用单片机片内时钟电路结合外部晶振、电容产生。图3所示为电路原理图，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，输出端为芯片引脚XTAL2。而在内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器。电路产生的震荡脉冲为单片机提供时钟脉冲信号。 图3 晶振电路 2.3 键盘电路 图4所示为键盘原理图，本系统采用的是独立键盘结构，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。软件是采用查询结构，首先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某根I/O口线输入为低电平，则可确认该口线所对应的按键已按下。 图4 键盘电路 2.4 复位电路 图5所示为复位电路原理图，复位是单片机的初始化操作，其主要功能是吧PC初始化为0000H，是单片机从0000H单元开始执行程序，复位电路采用的是按键复位，他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。 图5 复位电路 2.5 数码管电路 数码管是一种把多个LED显示段集成在一起的显示设备。动态显示的原理是，各个数码管的相同段连接在一起，共同占用8 位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。利用人眼的视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给出该数码管加有效的数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清晰显示出来。 对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。5单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，5单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。 电源供电模块的电源可以通过计算机的USB口供给，也可使用外部稳定的5V电源供电模块供给。电源电路中接入了电源指示LED 图9 主函数流程图 3.2.2 键扫描与处理程序流程框图 程序判断确实有键按下时，保存并返回键值同时判断按下键为A、B、C、D其中那一个键，执行选中键的相应功能。 图10 键扫描与处理函数流程图 3.2.3 时分秒转换程序流程框图 定时器开始工作时，当秒计数器计数满60秒时，分计数器自加1；当分计数器计数满60分时，时计数器自加1；当时计数器计数满24时时，时计数器清零。 图11 时分秒转换函数流程图 3.2.4 显示程序流程框图 显示时通过位控信号采用扫描的方法逐位循环点亮8个数码显示管，即设置变量i由1到8循环加1,P0口作为位码输出口，选择显示位；P2口作为为段码输出口，将段码送到公共段