电子时钟课程设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除数字电子时钟课程设计姓名：姚宏伟学号：1311020224学院：装备工程学院指导教师：张东阳 2015.12.20第1章电子时钟相关介绍1.1 电子时钟的总体简介 1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。现在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、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，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。该电子时钟由89C51，BUTTON，八段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时达到最大值。电路中有2个控制键，调分按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一，累加到60分钟清零；调时按键实现小时的累加 ，同样每按一次小时加一累加到24小时清零1。 1.2 电子时钟功能要求 开始运行实行对时间的计时，并且可以通过调时调分按钮来调节时间。 1.3电子时钟的时间显示及操作 电子钟的时钟时间在六位数码管上进行显示，因此，在内部RAM中设置显示缓冲区共8个单元。LED8LED7LED6LED5LED4LED3LED2LED137H36H35H34H33H32H31H30H时十位时个位分隔分十位分个位分隔秒十位 秒个位电子钟设置2个按键通过程序控制来完成电子钟的时间调整。调时键调整小时；调分键调整分钟； 第2章 系统硬件设计2.1 AT89C51单片机 AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 图2.1 AT89C512.2数码管显示工作原理数码管是一种把多个LED显示段集成在一起的显示设备。有两种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。共阳型就是把多个LED显示段的阳极接在一起，又称为公共端。共阴型就是把多个LED显示段的阴极接在一起，即为公共商。阳极即为二极管的正极，又称为正极，阴极即为二极管的负极，又称为负极。通常的数码管又分为8段，即8个LED显示段，这是为工程应用方便如设计的，分别为A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小数点位段。而多位数码管，除某一位的公共端会连接在一起，不同位的数码管的相同端也会连接在一起。即，所有的A段都会连在一起，其它的段也是如此，这是实际最常用的用法。数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电平一直有效。动态显示的原理是，各个数码管的相同段连接在一起，共同占用8 位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。利用人眼的视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给出该数码管加有效的数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清晰显示出来3。 图2.3 8段共阳数码管2.3电路原理图 图2.5 系统电路原理图第3章系统软件设计3.1 程序设计 程序设计是指设计、编制、调试程序的方法和过程，是目标明确的智力活动。在进行控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个生产对象的实际需要设计应用程序。故软件设计在电子时钟设计中占重要地位。3.2系统流程图 主程序流程图，主程序主要是循环调用显示子程序 图3-2主程序流程框图3.3电子时钟程序清单#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit k1=P32;sbit k2=P33;uchar code tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xbf; /数码管显示uchar hour;uchar minute;uchar second;uchar dis_buff8;uchar sec;void delay(uint k)uint m,n;for(m=0;mk;m+)for(n=0;n9)P2=0x01;else P2=0x00;P0=tabdis_buff7;delay(2);void dis_data()dis_buff7=hour/10;dis_buff6=hour%10;dis_buff5=16;dis_buff4=minute/10;dis_buff3=minute%10;dis_buff2=16;dis_buff1=second/10;dis_buff0=second%10;void inc_hour()hour+;if(hour23)hour=0;void inc_minute()minute+;if(minute59)minute=0;inc_hour();void inc_second()second+; if(second59)second=0;inc_minute();void int0() interrupt 0delay(160);if(INT0=0)inc_hour();void int1() interrupt 2delay(160);if(INT1=0)inc_minute();void time0() interrupt 1TL0=0X00;TH0=0XDC;sec+;if(sec=100)sec=0;inc_second();void init()TMOD=0x01;TH0=0XDC;TL0=0X00;ET0=1;TR0=1;EX0=1;EX1=1;IT0=0;IT1=0;EA=1;void main()init();P0=0xff;P2=0x00;hour=0;minute=0;second=0;sec=0;while(1)dis_data();dispaly();第4章系统仿真4.1 仿真结果所有准备工作做好后，点击进行仿真 见图4.1.1所示图4.1.1 按调时键的仿真。见图4.1.2所示 图4.1.2 按调分键的仿真。见图4.1.3所示 图4.1.3 4.2 仿真结果分析本设计功能太过单调，设计比较简单。电路图的设计过于单调，用的器件少了点，实现调节时间的按钮太少，不能很好的实现时间的调节。不过最后的仿真效果非常好，实现了预期的效果，能过通过调时调分键调节时间，是一个比较令人满意的设计。同时,单片机工作也会受到环境的影响，比如温度、湿度，以及其它电子设备的干扰。因此，应该让电子钟工作在适度温度、干燥和电子干扰较少的环境下，还有一种方法就是采用实时时钟芯片，这样可以使误差降低到最。另外，在调试运行过程中，在所有参数正确的情况下，我的结果仍出现运行缓慢情况。产生误差的主要原因是我们用软件计时，计时1秒是采用定时器的中断服务程序。当电子钟运行1秒，执行中断程序需要一定时间，这个时间就是所产生的误差，这个误差是不可避免的。第5章 结束语通过本次课程设计，我去认真再次学习了汇编语言的，以及熟练了PROTEUS和KEIL软件的运用。感觉这些软件都越来越顺手了，挺开心。发现自己真是不逼就不学的人。另外，我认识到本人对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，尤其是对程序设计语句的理解和运用，不能够充分理解每个语句的具体含义，导致编程的程序过于复杂，使得需要的存储空间增大。损耗了过多的内存资源。本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争，同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识，在和同学协作过程中增进同学间的友谊，使我对团队精神的积极性和重要性有了更加充分的理解。最后，感谢刘伟春老师对我的细心的指导，正是由于刘老师的细心的辅导和他提供给我们的参考资料，使得我的课程设计能够顺利的完成，同时