51单片机课程设计-电子时钟.doc

PAGE PAGE 18 课程设计 课程名称 ： 单片机课程设计 题目名称 ： 单片机电子时钟 学 院 ： 专 业 ： 姓 名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 2010年12 目录 摘要 关键词 正文 整体设计思路 整体设计 系统的硬件设计 系统程序设计 设计总结 参考文献 附录 附录1硬件电路图 附录2课程设计任务书 摘要 数字钟是采用数字电路实现对时，分，秒，数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便[4]。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 通过单片机内部的计数/定时器，采用软件编程来实现时钟计数，一般称为软时钟，这种方法的硬件线路简单，系统的功能一般与软件设计相关，通常用在对时间精度要求不高的场合。本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示，通过使用该单片机，实现在8个LED数码管上显示时间，通过3个按键实现时间设定功能，并在数码管进行相应显示。软件部分用汇编实现，分为显示、调时等部分。通过软硬件结合达到最终目的。 关键词：数字时钟 单片机AT89C51 动态扫描 汇编语言 正文 整体设计思路 这部分主要介绍工作安排和整体设计的思想。工作过程规划如下：熟悉硬件 了解各引脚功能 熟悉硬件 了解各引脚功能 分块设计各部分电路 将分块的电路组合 认真学习单片机汇编语言 完成整体电路图 确定变成结构和思路 综合各程序完成整体程序 编辑各个程序模块 用Proteus画出电路图 调试程序，进行修改 对仿真中出现的问题进行改正 画出仿真图进行仿真 准备器件、搭接电路 仿真成功 软硬件结合，完成任务书要求 验证硬件电路 成功 进行扩展 整体设计 本数字时钟由单片机 复位电路 时钟电路 显示电路 控制电路等几部分组成。 单片机 单片机 输入控制 复位与时钟电路 LED显示 系统的硬件设计 单片机AT89C51 该单片机功能强大，不仅能满足设计的需要，也可以在设计要求的基础上进行一些扩展。 单片机的结构如下： 图3.1.1 单片机引脚图 在使用时VCC接电源电压，GND接地。P0，P1，P2，P3可作为输入或输出端口，RST是复位输入，接复位电路。XTAL1和XTAL2接复位电路。这些可以在硬件设计部分体现出来 2.时钟电路 在单片机内部有一个振荡器，本设计采用内部时钟方式，以12MHZ石英晶体振荡器和两个30PF的片电容组成外部振荡器，如图所示。片内的高增益反向放大器通过XTAL1和XTAL2外接，作为反馈元件的外部晶体振荡器与电容组成的并联谐振回路构成一个自激振荡器，向内部时钟电路提供振荡时钟。电容的大小对振荡频率有微小影响，可起调节作用。 时钟电路设计图 3.复位电路 AT89C51的RST引脚是复位端。当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机械周期的高电平，就可以实现系统复位，使单片机快速回到初始状态。 复位电路设计图 4.74LS245驱动器 5.显示电路 本设计采用动态显示，即一位一位地轮流点亮8个数码管。 显示电路 系统程序设计 1．主程序 先对显示单元和定时器/计数器初始化，然后重复调用数码管显示模块和按键处理模块，当有按键按下时，则转入相应的功能程序。 定时器/计数器T0中断服务程序 T0用于计时，选中方式一，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中用一个计数器对50ms计数，计20次则对秒单元加一。秒单元加到60则对分单元加一，同时秒单元清0；分单元加到60则对时单元加一，同时分单元清0；时单元加到24则对时单元清0，标 志一天时间计满。在对各单元计数的同时，把他们的值放到存储器单元的指定位置。流程图如下： 现场保护，重置初值，启动下一个50ms 现场保护，重置初值，启动