大工19秋《单片机原理及应用》大作业题目及要求-题目一答案.doc

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《单片机原理及应用》大作业

题目：题目一：单片机电子时钟设计

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年级：年春/秋季

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题目一：单片机电子时钟设计

准则：设计一个基于51单片机或STM单片机的电子时钟，并且能够实现时分秒的显示和调节

撰写要求：（1）首先介绍课题背景，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件功能分配、核心器件的选型等；

（2）对系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电路原理图设计等；

（3）对系统软件进行设计，选用汇编语言或C语言编写程序，给出软件开发流程；

（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。

一、课题背景

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

1.1可行性分析：

数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒的数字显示计时装置,广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,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原先的报时功能。诸如定时自动报警、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。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

本课题整体设计方案分为硬件设计和软件设计。硬件电路设计主要是用单片机和LED显示屏连接组成，另外加入按键，开关，蜂鸣器等；软件编程设计室用C编程，KeilC51调试。

二、硬件设计

我们采用型号为AT89C52的单片机。因为AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128bytes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-52指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C52提供了高性价比的解决方案。

LED数码管是显示常用电子元器件，它是由发光二极管构成的，亦称半导体数码管。将条状发光二极管按照共阴极(负极)或共阳极(正极)的方法连接，组成“8”字，再把发光二极管另一电极作笔段电极，就构成了LED数码管。

按键控制电路：当用手按下一个键时，如图1所示，往往按键在闭合位置和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态的情况；在释放一个键时，也回会出现类似的情况，这就是抖动。这是使用按键控制不可避免的问题。抖动的持续时间随键盘材料和操作员而异，不过通常总是不大于10ms。很容易想到，抖动问题不解决就会引起对闭合键的识别。用软件方法可以解决抖动问题，这就是通过延迟10ms来等待抖动消失，这之后，在读入按键码。

图1

2.1电路设计原理:

1.将整个硬件系统划分为若干功能单元电路，绘出整个系统逻辑电路图，注明各交单元电路间接口信号；

2.完成各单元电路设计，包括选择合适的各类元器件和电路板设计(元件布局和走线)。

3.整个硬件图由七段数码管、89C52单片机、按键、电容、电解电容、石英晶振、电阻、排阻、和蜂鸣器组成。

三、软件设计

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