数字电子时钟课题设计.docVIP

多功能电子时钟的设计 一、设计题目 本系统采用单片机AT89C51控制，以AT89C51为核心，它完成整个系统的信息处理及协调功能，本次设计我们选用ATMEL公司的AT89C51芯片，其功能强大，兼容性好，还支持软件选择的空间和掉电两种节电方式。本设计的软件，硬件都采用模块化的设计方法，提高了设计的效率。 本次设计通过对一个实现定时、时钟显示、报时、闹钟、无线电控制等功能的时间系统的设计，其中结合了数据转换显示、数码管显示、动态扫描、单片机定时中断等技术。系统由AT89C51、LED数码管、按键、三极管、74LS47、74LS138、VD5026、VD5027、电阻等组成。能实现时钟时、分、秒的显示。也具有时间设置、闹铃开和关设置、制式切换、无线控制。文章后附有电路图、程序清单。 二、设计要求 单片机控制系统是整个控制系统的核心，它完成整个系统的信息处理及协调功能。本次我们选用ATMEL公司的AT89C51芯片；其功能强大，兼容性好。AT89C51是与8051兼容的CHMOS微控制器。与CHMOS工艺的8051一样，支持软件选择的空闲和掉电两种节电方式。 在AT89C51的P2.0—P2.3是数码管的段选；P2.4—P2.6是数码管的位选。P1.0和P1.1是发光二极管。是显示制式切换后的工作制式.P1.2是蜂鸣器，作闹铃和准点报时用。P0.0—P0.7是按键的判断输入口，是对时间调整\闹铃时间设置,和其他功能的区分。 三、设计的作用以及目的 该课题主要有两种方案：一种是用数字电路通过硬件实现，另一种是用单片机通过软件编程实现。在以上两种方案中：第一种是直接采用的是数字电路，但是在外围电路和控制比较麻烦，需要比较多的器件来控制；第二种是采用软件来实现一些特定功能，硬件电路只需要一些显示部件和控制部件，其他的都是由软件来实现。第一种一切都由硬件实现，几乎没有软件编程，但电路复杂、芯片多、后续制板及硬件调试麻烦而且成本高；第二种虽电路简单、芯片少、成本低，但编写程序相当复杂。经过一番利弊的权衡及对今后电子业发展趋势的考量，最后敲定用单片机方案实现。 另外用单片机实现本设计也有两种可选的子方案：第一种，用软件编程实现设计中的钟控功能；另一种则选用单片机加时钟芯片实现钟控功能。在本次主要的是时间的设计，因此对时间的精度要求是比较高的，竟量是误差减少到最小值，但是为了更好的练习复习自己在以前所学习的编程能力，所以不采用单片机加时钟芯片的方案，直接用软件编程实现钟控功能。 总的来看，单片机已成为工控领域、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机，且将进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格方向发展，因此敲定用单片机加软编程方案符合今后电子业发展趋势；另外运用此方案既能将自己以前学过的模拟电路、数字电路、单片机、汇编语言、Protel99等知识结合实践进行一次全面的检测，又能为将来实际制作电路积累宝贵的经验。 四、元器件清单 表4-1 元器件清单表 器件 数量/规格 单面覆铜板 1块 AT89C51单片机 1块 74LS47 1块 74LS138 2块 74LS148 1只 VD5026 1只 VB5027 1只 共阳数码管 8只 9012三极管 8只 按钮开关 18只 蜂鸣器 1只 电阻 10k，4.7k，100，8.2k，100k，200k 发光二极管LED 2只 电容器 10uf（1只），30pf（2只） 晶振 12M（1只） 接插件 8口（4副），2口（2副） 底座 6只 语音芯片 1只 芯片 6块 五、硬件和软件设计 制式切换控 制 制式切换控 制 按钮时间控 制 无线电时间控制 闹铃控 制 触摸开 关 单 片 机 译码电 路 声音驱动电 路 触摸报时电 路 制式切换和制式显示电路 驱动电 路 时显示 分显示 秒显示 闹铃 5-1 系统框图 5.1、硬件设计 5.1.1控制部分:AT89C AT89C51单片机概述：AT89C51单片机是国Atmel公司生产的采用高性能的静态89C2051设计，是一个低电压，高性能CHMOS 8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。 ? AT89C51是一个功能强大的单片机，但它只有40个引脚，32个双向输入/输出（I/O）端口，其中P1是一个完整的8位双向I/O口，两个外中断口，两个16位可编程定时计数器，两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。 此外，由于器件采用了动态设计，可提供很宽的操作频率范围(频率0HZ~24MHZ)。即具备可用软件设置的