基于单片机的电子时钟课程设计报告

目录一、导言二、设计主题三。总体系统计划四、系统硬件设计1.硬件电路原理图2.组件列表五、系统软件设计1.软件流程图2.程序清单六.系统物理地图7.课程设计经验八.参考资料和网站九.附录一、导言单片机得名是因为它的主要部件集成在一个芯片上。它将中央处理器、随机存取存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器、输入/输出接口电路和其他组件集成在一个芯片上。基于单片机设计的数字钟具有较高的精度，因为在程序执行过程中，任何指令都不会影响定时器的正常计数，即使程序很长，也不会影响中断时间。数字钟是一种用数字电路实现日期、小时、分钟、秒等数字显示的计时装置。它包括随着数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，数字时钟的精度远远超过了老式时钟。钟表的数字化给人们的生产和生活带来了极大的便利，也极大地拓展了钟表的报时功能。数字钟已经成为人们日常生活中的必需品。它广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习和工作带来极大的便利。不仅如此，在现代化的过程中，还离不开电子钟的相关功能和原理，如机械手控制、家居自动化、定时自动报警、定时自动振铃、定时程序自动控制、定时广播、路灯自动通/断、定时开关烤箱、电源设备通/断，甚至各种定时电器的自动启动，这些都是基于时钟数字化的。也是控制的核心部分。因此，研究数字钟并拓展其应用具有重要的现实意义。本设计中，一个12兆赫兹的晶体振荡器与AT89C51相连，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示。通过在显示电路部分使用该单片机和HD74LS373驱动电路，实现了8个发光二极管数码管上的显示时间，并通过4个按键实现了时间调节和复位功能，每个功能实现时数码管相应显示。软件部分用C语言实现，分为显示、延时、计时、复位等部分。通过软件和硬件的结合来实现最终目标。2.设计主题：基于单片机的数字钟设计三。总体系统计划图2.1总体设计理念根据要实现的功能，提出用低功耗、高性能的8位单片机AT89C51进行设计。该芯片包含一个4KB的在线可编程闪存只读程序存储器，可重写1000次。该器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准的MCS- 51指令系统和80C51引脚结构。这样，既经济合理，又能实现预期的功能。在程序方面，采用了块设计的方法，不仅降低了编程难度，使程序易于理解，而且便于添加各种功能。程序可分为闹钟声音程序、显示程序、闹钟显示程序、定时显示程序、定时程序。使用这种方法，关键在于各个模块的兼容性和协作性。如果每个模块不匹配，将会出现意外错误。四、系统硬件设计1.硬件电路原理图(1)复位电路单片机有两种基本复位模式：上电复位和按键复位。本设计采用按键复位，如下图所示，通过打开按钮开关，单片机进入复位状态。该键复位被清除。每个组件请参考下图。(2)时钟电路(3)键盘电路密钥处理设置为：如果没有钥匙，时钟将正常运行。按K0键：进入分频状态，时钟停止移动；按K1和K2键：1加1减即可；继续按K0键：分钟和小时可以分别调整；最后，按K0键：退出调整状态，时钟开始计时操作。电路图如下：(4)显示电路该数码管采用普通阴极8段发光二极管数码管。有关该数码管的参数，请参见附录。该系统共用8个数码管，从右到左显示秒、秒、水平线、分钟、水平线、小时和小时。由数码管显示的信息存储在8个存储单元中，这些存储单元被称为显示缓冲器，其中的第二位和第二十位、分钟位和分钟十位、小时位和小时十位分别通过分割第二数据、分钟数据和小时数据获得。在该系统中，数码管显示采用软件解码动态显示。首先，在存储器中建立用于显示信息的字段码表。显示时，首先从显示缓冲区中取出显示的信息，然后通过查表程序在字段码表中找到显示信息的字段编码，并从P0端口输出。同时，相应的比特选择码从端口P2输出到所选择的显示数字管，以便显示缓冲区的内容可以显示在相应的数字管上。同时，采用了NPN三极管。三极管的连接如下图所示。当三极管的基极处于非常高的电平时，数字管的公共阴极处于高电平。当三极管基极连接在低电平时，数字管的公共阴极处于低电平。选择该位。74LS373锁存器还用于缓冲输入数字管段选择的高电平和低电平，以提高电路稳定性。电路图如下：(5)总示意图：2.组件列表产品名称规格型号量单片机与转座子STC89C51RC1晶体振荡器12兆赫1单片陶瓷电容器30pF2电解电容47F2电解电容10F1键4RJ电阻器10K4RJ电阻器5108RJ电阻器4.7K8三极管2N5551 NPN8插销和转座子74LS37318段发光二极管数码管QH5011AS8孔板14厘米* 21厘米带有电源插座孔和USB插孔1导致一些钎料丝一些交流220伏-DC 5伏适配器1A，5W1交流220伏-DC 5伏适配器插座1互联网服务提供商下载编程工具STC89C51RC/RD系列互联网服务提供商经济下载编程工具1焊膏5.系统软件设计1.软件流程图(1)主程序的执行流程如图所示。主程序首先初始化显示单元和定时器/计数器，然后反复调用数码管显示模块和按键处理模块。当按下一个键时，相应的功能程序被转移。开始由显示单元清除进入功能程序按下键否？调用显示子程序允许T0中断T0和T1设置为16位计数模式不是(2)中断服务流程图中断返回按时间单元清0时间单位=24？当单位加1时，子单位清零。亚单位=60？子单元加1，第二单元清零秒=60？第二个单位加50毫秒计数器清零50毫秒计数器=20？添加1到50毫秒计数器现场保护，重置初始值，然后开始50毫秒开始不是不是不是不是是中断服务程序流程图(3)关键扫描流程图按键2按否？调用10ms延迟子程序按键2按否？时间或除法减1，到0将取模按键0按否？0#定义字符无符号字符字符代码dis_712=0x3f，0x06，0x5b，0x4f，0x66，0x6d，0x7d，0x07，0x7f，0x6f，0x00，0x40。/普通阴极发光二极管数码管字段代码 09 ，关和-char code scan_con8=0xfe，0xfd，0xfb，0xf7，0xef，0xdf，0xbf，0x7f。/位选择码char数据dis8=0x00，0x00，00b，0x00，0x00，00b，0x00，0x 00 ；/显示缓冲区、小时、分钟和秒的编码，初始值为0，0x0b为-char数据timedata3=0x00，0x00，0x 00 ；/分别为秒、分和小时的值char数据ms50=0x00，con=0x00，con1=0x00，con2=0x00sbit key0=p10；sbit key1=p11；sbit key2=p12；/1毫秒延迟功能延迟1毫秒(int t)int i，j；对于(I=0；i=3) con=0；TR0=1；ET0=1；if(con！=0)if(key1=0)delay 1 ms(10)；同时(key 1=0)；时间数据con；if(con=2)con 1=24；否则con1=60if(timedatacon=con1) time datacon=0；if(con！=0)if(key2=0)delay 1 ms(10)；同时(key 2=0)；时间数据con-；if(con=2)con 2=23；否则con2=59if(timedatacon=0) time datacon=con 2；EA=1；/数码管显示功能扫描()char k；dis0=timedata0；dis1=time data0/10；dis3=timedata1；dis4=time data1/10；dis6=timedata2；dis7=time data2/10；对于(k=0；k8；k)P0=dis _ 7disk；P2=扫描点k；延迟1毫秒(1)；P2=0x 00；/主要功能main()TH0=0x3c。TL0=0xb0。TMOD=0x 01；ET0=1；TR0=1；EA=1；而(1)扫描()；keyscan()；/定时器，计数器T0中断服务功能void time_intt0(void)中断1ET0=0；TR0=0；TH0=0x3c。TL0=0xb0。TR0=1；ms50if(ms50=20)ms50=0x00。时间数据0；if(timedata0=60)时间数据0=0；时间数据1；if(timedata1=60)时间数据1=0；时间数据2；if(timedata2=24)时间数据2=0；ET0=1；6.系统物理地图7.课程设计经验这个电子技术课程的设计，我非常用心地去完成，当画出总的原理图时，心里