单片机电子钟-电子竞赛.doc

数字电子钟目 录 第一章 绪论 1.1 单片机的背景 11.2 单片机的意义 11.3 单片机的应用 1第二章 整体设计方案2.1 单片机的选择 12.2 其他材料的选择 1第三章 数字钟的硬件设计3.1 最小系统设计 23.2 LED显示电路 33.3 键盘控制电路 4第四章 数字钟的软件设计4.1 系统软件设计流程图 54.2 数字电子钟的原理 54.3 主程序 5结束语. 8参考文献 8第一章 绪论 1.1数字电子钟的背景 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。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。1.2数字电子钟的意义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。1.3数字电子钟的应用 数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。 第二章 整体设计方案2.1 单片机的选择 目前，我国生产很多型号的单片机，在此，我们采用型号为STC89C52的单片机。因为：STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和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-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。 STC89C52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，STC89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。2.2 其他材料选择考虑到成本问题，使用四位数码管显示小时分钟，使用一个led的闪烁表示秒的累加。采用三个按键进行时间的调节。第三章 数字钟的硬件设计3.1 最小系统设计图3-1 单片机最小系统的结构图 单片机的最小系统是由电源、复位、晶振、/EA=1组成，下面介绍一下每一个组成部分。1.电源引脚 Vcc40电源端 GND20接地端2.外接晶体引脚图3-2 晶振连接的内部、外部方式图常用的复位电路如下图所示：图3-3 常用复位电路图3.2 LED显示电路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。发光二极管（LED）由特殊的半导体材料砷化镓、磷砷化镓等制成，可以单独使用，也可以组装成分段式或点阵式LED显示器件（半导体显示器）。分段式显示器（LED数码管）由7条线段围成8字型，每一段包含一个发光二极管。外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光。只要按规律控制各发光段亮、灭，就可以显示各种字形或符号。LED数码管有共阳、共阴之分。图是共阳式、共阴式LED数码管的原理图和符号.图3-5 共阳式、共阴式LED数码管的原理图和数码管的符号图显示电路显示模块需要实时显示当前的时间,即时、分，因此需要四位数码管，另需一个led的闪烁来显示秒。采用动态显示方式显示时间，使用74hc573锁存器来对数码管进行位选和段选。3.3 键盘控制电路该设计需要校对时间，所以用三个按键“M”“+”“-”来实现。按“M”进入调节小时的模式，再按 “M”进入调节分针的模式，按“+”“-”来调节时间。下图是按键硬件连接图。图3-7 按键控制电路的硬件连接图当用手按下一个键时，如图3-8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5ms。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5ms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3-8 按键抖动信号波形第四章 数字钟的软件设计4.1 系统软件设计流程图 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。开始启动定时器按键检测时间显示 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。图4-1 主程序流程4.2 数字钟的原理 工作原理 ： 数字电子钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外还有校时功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由显示器“时”，“分”，“秒”和单片机，还有校时电路组成。四位数码管的段选接到一片74hc573的1q至8q口，位选接到另一片74hc573的1q至8q口，两片74hc573的1d至8d接到单片机的P0口。两片74hc573的le端接到数码管的p2.6和p2.7口以控制位选和段选的开关。数显示电路将“时”、“分”通过八段显示器显示出来。校时电路时用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整。4.3 主程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dula=P27;sbit wela=P26;sbit d1=P10;sbit k1=P12;sbit k2=P16;sbit k3=P14;uint s,f,m,s1,s2,f1,f2,tt=0,k1num;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;void init ()/定时器初始化/TMOD = 0x01;TH0 = 0x3C;TL0 = 0xB0;EA = 1;ET0 = 1;TR0 = 1;s1=0;s2=6;f1=0;f2=0;m=0;d1=0;k1num=0;void delay(uint z)/延时函数/uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void display()/数码管显示函数/s1=s/10;s2=s%10;f1=f/10;f2=f%10;dula=1;P0=tables1;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfe;wela=0;delay(5);dula=1;P0=tables2;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfd;wela=0;delay(5);dula=1;P0=tablef1;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfb;wela=0;delay(5);dula=1;P0=tablef2;dula=0;wela=1;P0=0xf7;wela=0;delay(5);void key()/按键检测函数/if(k1=0)delay(5);if(k1=0)while(k1!=1)display();k1num+;if(k1num=1)TR0=0;if(k2=0)delay(5);if(k2=0)while(k2!=1)display();s+;if(s=24)s=0;display();if(k3=0)delay(5);if(k3=0)while(k3!=1)display();s-;if(s=-1)s=23;display();if(k1num=2)TR0=0;if(k2=0)delay(5);if(k2=0)while(k2!=1)display();f+;if(f=60)f=0;display();if(k3=0)delay(5);if(k3=0)while(k3!=1)display();f-;if(f=-1)f=59;display();if(k1num=3)TR0=1;k1num=0;void main()/主函数/init();while(1)key();display();void timer0() interrupt 1/ 中断函数/TH0 = 0x3C;TL0 = 0x0B;tt+;if(tt=10)d1=1;if(tt=20)d1=0;tt=0;m+;if(m=60)m=0;f+;if(f=60)f=0;s+;if(s=24)s=0;结束语我在这一次单片机最小系统的设计过程中，很是受益匪浅。这为自己今后进一步深化学习，积累了一定宝贵的经验。撰写论文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。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。我们的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。参考文