毕业设计（论文）-基于单片机的电子钟设计.doc

安徽工程大学机电学院毕业设计(论文）基于单片机的电子钟设计摘 要基于单片机技术的电子产品已经遍及社会的每个角落。电子钟以其体积小，携带方便、实用，美观等优势一直占领着广阔的市场，同时也给人们的生活带来诸多方便。因此设计电子钟是很有必要的。本设计是基于单片机为控制核心，在这次设计中，我们采用LED数码管显示时间，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。设计中还用到键盘输入电路，可通过按键实现定时的功能。当然，整个设计过程需要单片机的编程来实现，利用单片机内部的定时计数器进行中断电定时时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。本设计的数字钟在精度上、稳定度上也远远超过老式机械钟。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。关键词：电子钟；单片机；晶振；键盘The Design Of Electronic Clock Based On SCM AbstractThe electronic products based on SCM technology have already spread every corner of the society.Electronic clock with its small size, easy to carry, practical, beautiful and other advantages have been occupied by the vast market, but also to bring many peoples life convenient.So it is necessary to design the electronic clock.The design is based on single chip microcomputer as the control core, in this design, we adopt LED digital tube display time, according to the principle of dynamic display of digital tube to display, with a 12Mhz crystal oscillation pulse timer count.The design also uses the keyboard input circuit, can realize the function through the key button., of course, the whole design process need micro controller programming to achieve, the timing of using MCU internal timer / Counter interrupt power always, with software delay implementation, minutes and seconds.The design of the digital clock in the accuracy, stability is also far more than the old mechanical clock.In the design, the circuit has the time of its function, but also can realize the adjustment of time.Keywords: electronic clock; SCM; crystal; keyboardI目 录引 言1第1章 绪论21.1 课题的背景与意义21.2 电子钟的现状与发展21.3 设计的主要内容2第2章 设计方案论证32.1 电子钟系统的分析32.2 设计方案的论证3第3章 系统硬件设计53.1 单片机最小系统电路设计53.2 键盘控制电路设计53.3 语音闹铃模块设计63.4 LED显示电路设计7第4章 系统软件编程设计94.1 电子钟的主程序编写94.2 电子钟的子程序编写9结论与展望13致 谢14参考文献15附录A电子钟总电路图16附录B源程序清单17附录C 一篇外文文献及译文20附录D参考文献摘要25III插图清单图2-1 系统硬件结构框图3图3-1 单片机最小系统电路图5图3-2按键控制电路的硬件连接图6图3-3按键抖动信号波形6图3-4 蜂鸣器与单片机的接口电路7图3-5位选部分7图3-6数码管连接电路8图3-7数码管引脚8图4-1主程序流程图9图4-2 按键处理流程图10图4-3 定时器中断流程图11图4-4时间显示流程图12I引 言时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。本设计主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。- 1 -第1章 绪论1.1 课题的背景与意义20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，耽误可能酿成大错。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，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。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,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。1.2 电子钟的现状与发展自从有了时间的概念，人们就开始研究如何计时，随着时间的发展，尤其是近些年来科学技术的飞速发展。计时的方式有了很大的进步。现在，也可以说是前些年。计时系统并不单单具有计时的功能。大都带有定时、自动报时的功能，并且，这种技术日趋完善，现在，已被广泛地应用在我们生活、生产的方方面面。例如奥运会倒计时显示屏。铁路安全日显示屏、生产线看板，体育比赛计时屏，大型室外高亮度时钟等， 这类产品覆盖银行、医院、地铁车站、体育运动，电视台、监控系统，高大建筑物等行业。而在这些时钟里，带有自动报时功能的时钟以其特有的方式得到了更广泛的研究 。 电子钟的发展趋势将会朝着功能多，读取操作简单，显示更加直观，电路更加简洁，成本越来越低，满足大部分人的要求。不难想象，随着科学技术的飞速发展，各种高新技术的出现并被广泛应用到生产、生活中，未来电子钟产品也必将沿着体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便、直时准确、携带方便等方向发展而其成本却越来越低，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。1.3设计的主要内容本设计主要围绕对电子钟系统的设计为主线展开，主要包括硬件部分设计，软件部分设计。其中硬件部分设计包括最小系统电路的设计、闹钟电路的设计、按键电路的设计、电子钟的显示电路设计等。软件部分要设计出各个功能模块的控制程序。- 1 -第2章 设计方案论证2.1电子钟系统的分析利用单片机（AT89C51）制作简易电子时钟，系统可分为7大模块，分别是电源模块、晶振电路、主控制模块、显示电路、键盘接口等。由六个LED数码管分别显示小时十位、小时个位、分钟十位、分钟个位、秒钟十位、秒钟个位。框图（2-1）： 电源模块 闹钟模块 晶振模块主控制模块AT89C51键盘扫描电路 复位电路显示电路图2-1 系统硬件结构框图2.2 设计方案论证数字时钟方案数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。方案一：本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887A。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用单片机内部的定时功能来实现时钟的走时，通过编程实现每50毫秒产生一次中断，中断20次后，秒单元加1，秒单元加到60时，跳回到零再继续加，同时分单元加1。若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。本次设计中采用的是内部振荡器，频率为12MHZ的晶体振荡器及30pf的瓷片电容。基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。数码管显示方案方案一：静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的浪费。方案二：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。第3章 系统硬件设计3.1 单片机最小系统电路设计单片机最小系统电路实现对采集数据的处理和输出显示的控制，主控电路由AT89C51单片机、晶振电路、复位电路三部分组成。 图3- 1 单片机最小系统电路图由其三部分构成的单片机最小系统电路如图3-1所示。CPU的时钟振荡信号有两个来源：一是采用内部振荡器，此时需要在XTAL1和XTAL2脚连接一只频率范围为033MHZ的晶体振荡或陶瓷振荡器及两只30pf电容。二是采用外部振荡，此时应将外部振荡器的输出信号接至XTAL1脚，将XTAL2脚浮空。利用单片机内部的定时功能来实现时钟的走时，通过编程实现每50毫秒产生一次中断，中断20次后，秒单元加1，秒单元加到60时，跳回到零再继续加，同时分单元加1。以次类推，从而实现秒、分、小时的走时。本次设计中采用的是内部振荡器，频率为12MHZ的晶体振荡器及30pf的瓷片电容。复位是指在规定的条件下，单片机自动将CPU以及与程序运行相关的主要功能部件、I/O口等设置为确定初始状态的过程。如果电路参数不符合规定的条件或干扰导致单片机不能正确的复位，系统将无法进行正常的工作，因此，复位电路要滤除可能的干扰。3.2 键盘控制电路设计该设计需要校对时间，所以用三个按键来实现。按k hour来调节小时的时间，按 k min来调节分针的时间，按 k sec来调节秒的时间。下图是按键硬件连接图。 图3-2 按键控制电路的硬件连接图当用手按下一个键时，如图3-2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。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。用软件方法可以很容易地解决抖动问题，这就是通过延迟10ms来等待抖动消失，这之后，在读入键盘码。键按下前沿抖动后沿抖动闭合稳定图3-3 按键抖动信号波形3.3 语音闹铃模块设计报警模块采用单片机输出一定频率的方波从而使蜂鸣器发出声音。报时器可用蜂鸣器或者扬声器来实现，本次设计采用蜂鸣器实现闹铃报时，蜂鸣器俗称喇叭，是一种结构一体化的电子讯响器。由于单片机I/O引脚输出的电流较小，所以单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。本次设计采用了一个很简单的电路来实现蜂鸣器的连接，利用一个三极管来放大驱动蜂鸣器，电路连接如图3-4所示。在本设计电路中，采用PNP管9012作为控制蜂鸣器的开关，可以看出当P3.4引脚为高电平时，PNP管截止，蜂鸣器不工作；当P3.4引脚为低电平时，PNP管导通，蜂鸣器工作。我们也可以在电路中加入一个限流电阻。采用PNP管9012的作用是为了防止系统上电时峰鸣器发出声音，因为系统复位以后，I/O口输出的是高电平。用户可以通过程序控制P3.4管脚的置低和置高来使蜂鸣器发出声音和关闭，同时，蜂鸣器的声音大小及音调可以通过调整P3.4管脚的置高时间及输出的波形进行控制，这一点可以在程序调试的时候来实现。图3-4 蜂鸣器与单片机的接口电路3.4 LED显示电路设计显示器普遍地用于直观地显示数字系统的运行状态和工作数据，按照材料及产品工艺，单片机应用系统中常用的显示器有： 发光二极管LED显示器、液晶LCD显示器、CRT显示器等。LED显示器是现在最常用的显示器之一。LED是由位选部分和数码管连接电路组成。位选部分图图3-5 位选部分图3-5为位选电路，三极管的集电极接数码管的公共端，当口对应的引脚输出高电平时三极管导通，对应的数码管显示数据。这样，在同一时刻，6位LED中只有选通的那1位显示出字符，而其他5位则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，而其他个位的位选线处于关闭状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其他各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出将要显示的字符。虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，但由于LED的余辉和人眼的视觉暂留作用，只要每位显示间隔足够短，则可以造成多位同时亮的假象，达到同时显示的效果。数码管的连接电路图3-6 数码管连接电路图3-7为数码管的引脚图，每位的段码线（a,b,c,d,e,f,g,dp）分别与1个8位的锁存器输出相连，由 AT89C51控制组合09十个数据，如令其显示1则b,c引脚（即2，3引脚）送高电平，此时数码管显示1。由于各位的段码线并联，8位I/O口输出段码对各个显示位来说都是相同的。 图3-7 数码管引脚显示电路显示模块需要实时显示当前的时间,即时、分、秒，因此需要6个数码管，两个采用动态显示方式显示时间，时的十位和个位分别显示在第一个和第二个数码管，分的十位和个位分别显示在第三个和第四个数码管，秒的十位和个位分别显示在第五个和第六个数码管。LED显示器的显示控制方式按驱动方式可分成静态显示方式和动态显示方式两种。对于多位LED显示器，通常都是采用动态扫描的方法进行显示。第4章 系统软件编程设计系统的软件设计也是工具系统功能的设计。单片机软件的设计主要包括执行软件（完成各种实质性功能）的设计和监控软件的设计。单片机的软件设计通常要考虑以下几个方面的问题：（1）根据软件功能要求，将系统软件划分为若干个相对独立的部分，设计出合理的总体结构，使软件开发清晰、简洁和流程合理；（2）培养良好的编程风格，如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便于调试、链接，又便于移植和修改；（3）建立正确的数学模型，通过仿真提高系统的性能，并选取合适的参数；（4）绘制程序流程图；（5）合理分配系统资源；（6）为程序加入注释，提高可读性，实施软件工程；（7）注意软件的抗干扰设计，提高系统的可靠性。4.1 电子钟的主程序编写这次的数字电子钟设计用到很多子程序，它们的流程图如下所示。主程序是先开始，然后启动定时器，定时器启动后在进行按键检测，检测完后，就可以显示时间。开始启动定时器按键检测时间显示图4-1 主程序流程图4.2 电子钟的子程序编写按键处理是先检测秒按键是否按下，秒按键如果按下，秒就加1；如果没有按下，就检测分按键是否按下，分按键如果按下，分就加1；如果没有按下，就检测时按键是否按下，时按键如果按下，时就加1；如果没有按下，就把时间显示出来。开始秒按键按下？秒加1分按键按下？分加1时按键按下？时加1显示时间结束NYNYNY 图4-2 按键处理流程图定时器中断时是先检测1秒是否到，1秒如果到，秒单元就加1；如果没到，就检测1分钟是否到，1分钟如果到，分单元就加1；如果没到，就检测1小时是否到，1小时如果到，时单元就加1，如果没到，就显示时间。开始一秒时间到？秒单元加160秒时间到？秒单元清零，分单元加160分钟到？分单元清零，时单元加124小时到？时单元清零时间显示中断返回NYNYNYNY 图4-3 定时器中断流程图时间显示是先秒个位计算显示，然后是秒十位计算显示，再是分个位计算显示，再然后是分十位显示，再就是时个位计算显示，最后是时十位显示。开始秒个位计算显示秒十位计算显示分个位计算显示分十位计算显示时个位计算显示时十位计算显示 结束图4-4 时间显示流程图结论与展望本毕业设计介绍的是利用AT89C51单片机设计的有调时、定时、闹铃功能的电子钟。并详细说明了软件和硬件设计方法及仿真、硬件实现。在设计过程中可以看出，汇编语言有着其独特的魅力，它简单易学，语法错误容易纠正；用单片机实现电子钟的设计是比较方便和易于实现的。通过电子钟的设计和制作，加深了对单片机的理解，能够更熟练地应用单片机实现预期的功能，对今后的工作有很大的帮助。电子钟各项功能的实现，为自动控制的实现打下了理论基础，获得了实现方法。当然，该电子钟还有很多不足之处，比如闹钟不能关闭，且只能定一个闹钟。在今后的工作中还要对此加以研究，尽量实现更多的功能。在今后的其他工作中，也可以把这次设计中的收获运用进去。在本设计的调试过程中，遇到很多问题，如：由于跳转指令出错，导致整个程序在运行时进入死循环，修改时没有根据流程盲目查找原因浪费许多时间，又由于考虑不周，时钟显示29：89。致 谢首先衷心地感谢我的指导老师。本设计从选题到完成，从理论上的探讨到实际问题的解决，无处不饱含着老师的心血。老师的悉心指导和建议给了我极大的帮助和支持，使我受益匪浅，在此设计完成之际，谨向老师致以深深的谢意和崇高的敬意。在这一次电子钟的设计过程中，很是受益匪浅。通过对自己在大学三年时间里所学的知识的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书面表达能力，最终完成了。这为今后进一步深化学习，积累了一定宝贵的经验。撰写设计的过程也是专业知识的学习过程，它使我运用已有的专业基础知识，对其进行设计，分析和解决一个理论问题或实际问题，把知识转化为能力的实际训练。培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。通过这次设计我发现，只有理论水平提高了；才能够将课本知识与实践相整合，理论知识服务于教学实践，以增强自己的动手能力。这个实验十分有意义 我获得很深刻的经验。通过这次设计，我们知道了理论和实际的距离，也知道了理论和实际想结合的重要性，也从中得知了很多书本上无法得知的知识。学习不但要立足于书本，以解决理论和实际教学中的实际问题为目的，还要以实践相结合，理论问题即实践课题，解决问题即课程研究，学生自己就是一个专家，通过自己的手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。学习就应该采取理论与实践结合的方式，理论的问题，也就是实践性的课题。这种做法既有助于完成理论知识的巩固，又有助于带动实践，解决实际问题，加强我们的动手能力和解决问题的能力。 作者：2015年6月6日参考文献1张毅刚，彭喜元，彭宇单片机原理及应用（第二版）M高等教育出版社，2011.122张毅刚.单片机原理与应用设计M北京：电子工业出版社，20083张毅刚.MCS-51单片机应用设计M哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19974杨振江.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用M.西安：西安电子科技大学出版社，20015童诗白模拟电子技术基础（第四版）M高等教育出版社，2009.126阎石数字电子技术基础（第五版）M高等教育出版社，20097胡烨.Protel99SE原理图与PCB设计教程M机械工业出版社，2004.8戴佳.51单片机C语言设计实例精讲M 电子工业出版社， 20069郭永贞.数字电子技术M 西安电子科技大学出版社 ，200010杨金岩等.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例M人民邮电出版社，200511 何立民.单片机高级教程-应用与设计M.北京航空航天大学出版社，200712罗佳.基于单片机的数字电子钟及其实现J.常州信息职业技术学院,2010(02):17-19+22.13 W.J Hlope N Adms,K.K Kainz. An electronic clock for correlated noise corrections,Nuclear Inst.and Methods in physics Research.A,2000,vol.443(2):451-46314 E.J.Brach,Paul Poirier, A 7 day integrated circuit electronic clock,Internationl Journal of Control,1969,vol,10(3)15 LIU Li-jun,LiZong-qing.Design and Simulation of LED Clock Circuit Based on Proteus,2010 International Conference on Computer, Mechatronics, Control and Electronic Engineering (CMCE) Dept. of Communication Engineering Engineering College of Armed Police Force Xi an, China,2010:315-316附录A 电子钟总电路图 附录B 源程序清单主程序#include sbit ksec=P30; sbit kmin=P31; sbit khour=P32; unsigned char secshi=0,secge=0,minshi=0,minge=0,hourshi=0,hourge=0; unsigned int num=0,sec=0,min=0,hour=0; unsigned char code table10=0x3f,0xxx,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; void delay(unsigned int); void keyscan(); void display(); main()TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1;ET0=1;TR0=1; while(1) display(); keyscan(); void delay(unsigned int z) unsigned int x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);时钟设置子程序void time0() interrupt 1 num+; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; 定时器中断子程序void time0() interrupt 1 num+; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; LED显示程序void display() if(num=20) num=0; sec+; if(sec=60) sec=0; min+; if(min=60) min=0; hour+; if(hour=24) hour=0; min=0; sec=0; secge=sec%10; secshi=sec/10; minge=min%10; minshi=min/10; hourge=hour%10; hourshi=hour/10; P2=0xfe; P0=tablesecge; delay(5); P2=0xfd; P0=tablesecshi; delay(5); P2=0xfb; P0=0x40; delay(5); P2=0xf7; P0=tableminge; delay(5); P2=0xef; P0=tableminshi; delay(5); P2=0xdf; P0=0x40; delay(5); P2=0xbf; P0=tablehourge; delay(5); P2=0x7f; P0=tablehourshi; delay(5);按键控制子程序void keyscan() if(ksec=0) delay(10); if(ksec=0) sec+; if(sec=60) sec=0; while(ksec=0) display(); if(kmin=0) delay(10); if(kmin=0) min+; if(min=60) min=0; while(kmin=0) display(); if(khour=0) delay(10); if(khour=0) hour+; if(hour=60) hour=0; while(khour=0) display(); 附录C 一篇外文文献及译文Design and Simulation of LED Clock Circuit Based on ProteusAbstract：Based on the Proteus simulation software, the circuits of MCV controlling LED clock have been designed. The circuits include four parts: Hardware design, software programming, software simulation and physical display. Eventually, through the Proteus software simulation and physical display prove that the method of the circuit design is correct. This paper systematically introduces the design method of MCV controlling circuits and provides a complete design idea for the design of display circuit.Keywords：Proteus; LED; clock circuitI. INTRODUCTIONProteus is EDA software developed by the UK Labcenter Company, which can not only realize fundamental circuit simulation, but also simulate, debug MCU and peripheral circuits. With the Proteus powerful simulation capabilities and extensive resource libraries,the design process of hardware circuit can be effectively simplified. The Proteus simulation software can be firstly used in the design, simulation and debugging of the hardware circuit. When the results reach the demand, the physical circuits would been finally set up and debugged.This makes sure not only a high effective, low invested circuit design but also reduces the loss caused by burning of debugging in practice . In addition, it has also provided an effective design approach for hardware circuit design under scarce resource conditions in laboratory.II. HARDWARE DESIGN80C52 is the control center of the whole hardware circuit. PO pins connect with six LED nixie tubes through two latches 74HC573 respectively. P2.6 and P2.7 in P2 pins of 80C52 respectively control the nixie tube segments elected and bit-selected signals. The Key connects with the P3.7 pin, which can clear the display . Six nixie tubes are divided into three groups from left to right,which presents respectively: hour (Hour_H, Hour_L),minute(Min_H, Min_L), second (Sec_H, Sec_L) ; PO pins connect with 74HC373 through external pull-up resistors;Using two latches is mainly to save 80C52 port resources, in order to facilitate follow-up development of circuit design. Peripheral circuits include input power circuit, power supply filter circuit, reset circuit and the LED indicating circuit and so on. The whole hardware circuits have been displayed in figure .Figure 1. LED clock circuitsIII. SOFTWARE DESIGNThrough using C language to control each pin of the 80C52 MCU, the designed circuits are required to achieve the electronic clock function. The display contents of LED nixie tubes 0-9 are coded according to a-h display segments, which could control segment selection and bit selection through the pins P2.6 and p 2.7. When P2.6 = I,the segment selection is selected, then the output data through PO connect to a-h of nixie tubes in order to achieve the corresponding display, finally commanding P2.6 = 0 to close the latch; when P2.7 = 1, the bit selection is selected, then the output data through PO connect to six nixie tubes in order to control which one to display, finally commanding P2.7 = 0 to close the latch.That means, segment selection P2.6 achieves the control for the display; while, bit selection P2.7 controls the bit of nixie tubes.The designed electronic clock program includes two key points: (1) timer settings. The display time of nixie tube is controlled according to the delay time of second hand; (2) counter settings. When the second hand, minute hand counts to 60, respectively, it starts to carry and clear;it starts to clear when the hour hand counts to 24.The clock control programming can be designed trough two ways: (1) Using delay function controls second hand to count. In the Keil 11 Vision2 software virtual environment, it debugs the delay function and sets the delay parameter just for a second, and then setting the count methods of second hand, minute hand and hour hand. Advantages of this method are simple and easy to understand, easy to implement, a little knowledge points involved; drawback is that some delay error exits during counting time. (2) The internal microcontroller timer counter tImmg. Advantages of this method are time accurate, error small; drawback is difficult to achieve,hard to understand, much knowledge involved. By contrast, the two methods of time-setting having been used demonstrate their advantages and disadvantages in order to provide a theoretical reference for the software design in future. Keil llVision2 software compiler interface is compiled successfully and displayed in Figure 2 (0 errors and 0 warnings). It generates .HEX hexadec