数字钟的设计与实现.doc

单片机应用系统项目设计报告江阴职业技术学院项目设计报告项目： 数字钟的设计与仿真 专 业 应用电子技术专业学生姓名 严庭明 班 级 09应用电子(1)班学 号 09030627 指导教师 包军卫 完成日期 2011年4月30日摘 要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此越来越广泛地应用到各个领域。本文介绍了一款基于AT89C51单片机数字钟的设计，通过多功能数字钟的设计思路，详细叙述了系统硬件、软件的具体实现过程。具体介绍应用Proteus的ISIS软件进行单片机系统的电子钟设计与仿真的实现方法。该方法既能准确验证所设计的系统是否满足技术要求，又能提高系统设计的效率和质量，降低开发成本，具有推广价值。AbstractIn recent years, with the computer in social sciences penetration and large scale integrated circuit of development, the application of SCM is continuously to the deepening, because it has strong function, small volume, low power consumption, low price and reliable work, use convenient wait for a characteristic, accordingly more and more widely used in various fields. This paper introduces a paragraph of digital clock based on AT89C51, through the design of the design idea of multi-function digital clock, narrates the system hardware and software implementation. Introduce the concrete application of Proteus ISIS the electric clock SCM system software for the realization method of the design and simulation. The method not only can accurately verify whether meet the design systems, and can improve the technical requirements for the efficiency and quality of system design, reduce development costs, has higher value. 目录 摘要 AbstractII目 录III第一章 绪论11.111.21第二章 总体方案22.122.222.332.43第三章 仿真测试33.133233.343.44第四章 结论44.144.244.354.45致 谢5参考资料6- II -第一章 绪论 1.1 单片机发展史 如果将8位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可分为以下几个阶段：（1） 第一阶段（1976-1982）单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48为代表。MCS-48的推出是在工控领域的探索，参与这一控索的公司还有Motorola、Zilog等，都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代。“单片机”一词即由此而来。（2）第二阶段（1978-1982）单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。 CPU外围功能单元的集中管理模式。 体现工控特性的位地址空间及位操作方式。 指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。（3）第三阶段（1982-1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS 96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS 51系列的广应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制的特征。（4）第四阶段（1990）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。 1.2 单片机的特点（1）单片机中的存储器ROM和RAM是严格分工的。ROM为程序存储器，只存放程序、常数及数据表格。而RAM则为数据存储器，用作工作区及存放变量。这样的结构主要是考虑到单片机用于控制系统中，有较大的程序存储空间，把已调试好的程序固化在ROM中，而把少量的随机数据存放在RAM中，这样，小容量数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内，以加快单片机的执行速度。但单片机上RAM是作为数据存储器用，而不是当作高速数据缓冲存储器（Cache）用。（2）采用面向控制的指令系统。为满足控制的需要，单片机的逻辑控制能力要优于同等级的CPU，持别是单片机具有很强的位处理能力。单片机的运行速度也较高。（3）单片机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数有限，了解决实际引脚数和需要的信号线数的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。（4）系列齐全，功能扩展性强。单片机有内部掩膜ROM、内部EPROM和外接ROM等形式，并可方便地扩展外部的ROM、RAM及I/O接口，与许多通用的微机接口芯片兼容，对应用系统的设计和生产带来极大的方便。（5）单片机的功能是通用的。单片机虽然主要作控制器用，但是功能上还是通用的，可 以象一般微处理器那样广泛应用在各个方面。1.3课程设计目的和要求1目的（1）巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力；（2）培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；（3）通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机应用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤；（4）掌握半导体数码管显示器的使用；（5）连接数字钟的工作原理。2、要求（1）设计能支持时、分、秒的时钟。（2）时钟具有时间调整功能（3）时钟具有闹钟的功能第二章 总体方案2.1硬件电路设计 表2-11硬件电路2Protel电路图设计3Proteus电路图设计2.2软件电路设计程序流程图设计2源程序设计以下为源程序：#includeUnsigned char code su11=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xbf;unsigned char xian8=0,0,10,0,0,10,0,0; unsigned char sen=40,min=59,hou=23,num=0;/变量定义unsigned char i,j;sbit ks=P30; /秒按键sbit km=P31; /分按键sbit kh=P32; /时按键sbit k=P33; /启动键/*延时*/void daly(void) unsigned char j=200; while(j-);/*动态显示*/void show(void) unsigned char b=0x80,t,i; for(i=0;i1; daly(); P0=0x00; /*缓冲*/void change(void)xian7=hou/10; /时的十位xian6=hou%10; /时的个位xian4=min/10; /分的十位xian3=min%10; /分的个位xian1=sen/10; /秒的十位xian0=sen%10; /秒的个位/*中断*/void at0() interrupt 1TH0=0XB1;TL0=0XE0;num+;if(num=50)sen+;num=0;if(sen=60)min+;sen=0;if(min=60)hou+;min=0;if(hou=24)hou=0;change();第三章 仿真测试 3.1 Keil调试（1）在Windows下运行Keil uvisiion2软件，进入Keil uivision2开发环境。（2）在Keil uivision2选择Project/New Preject,建立一个新的工程项目。（3）给工程取名为clock，然后保存。 （4）紧接着自动化弹出选择窗，选择Atmel公司的AT89C51，并在弹出窗口中选择否。（5）在Keil uivision2中选择File/New,打开程序编辑器。（6）输入程序，检查无误后保存文件（扩展名.c）在工程项目相同的目录中。（7）在Project Workspace窗口中，选择Source Group1条目中并单击右键，在弹出的菜单中选择Add Files to group1。（8）加入刚才保存的汇编源文件clock.c。注意，按一次Add按键即可，选择后单击Close退出。（9）在Project Workspace窗口中，选择Target1条目中单击右键，在弹出的菜单中中选择“Option for target1”，准备为Target 1配置编译环境。（10）在Output页为Creat HEX File项打勾，以便输出单片机烧写用HEX格式文件。3.2 Proteus 进行电子钟系统仿真 启动Proteus软件，按照元件清单选择所需要的元件，按照电路图 连接好电路图，选择单片机，载入已编好的程序（HEX文件），然后运行，显示普通电子计时器的功能。 第四章 结论4.1 总结本文的电子钟系统是以单片机（AT89C51）为核心，具体介绍应用Protel DXP进行电路原理图设计，Keil C51软件调试程序以及Proteus的ISIS软件进行单片机系统的电子钟的设计与仿真。实现硬件软化的目的。设计过程中我初步找到了单片机开发规律，更加了解了元器件的具体内容，不仅可以巩固了以前所学的知识，而且学到了很多书本上没有的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相集合，从理论中得出结论，才能真正的为社会服务，从而提高自己的动手能力和独立思考的能力。 致 谢首先我要感谢我的老师在课程是、设计上给予我的指导、提供给我的支持与帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多难题，开阔的思维、敏锐的洞察力以及详细的修改意见一直给我