电子时钟课程设计

1、学号成绩沈阳城市建设学院基于 51 单片机的电子时钟系统设计课程名称单片机原理及应用专业班级16-1班姓名2017年12月18日目录一、方案设计41.1 、单片机的选择方案41.2 、数码管的选择方案41.3 、上拉电阻的选择方案41.4 、总体设计框图4二、程序6三、硬件模块程序设计63.1 、单片机最小系统63.2 数码管显示模块6四、软件模块设计7五、系统硬件电路的设计7六、课程设计总结8七、参考资料9摘 要数字钟已成为人们日常生活中不可少的必需品，给人们的生活，学习，工作带来极大的方便。 本文介绍的数字钟是一种利用数字电路来显示时、分、秒的装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确，性能

2、稳定，显示直观，无机械传动装置等特点。数字电子钟由秒信号发生器、 “时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路等组成。 秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，将标准秒脉冲信号送入“秒计数器” ，该计数器采用 60 进制计数器，每累计 60 秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。 “分计数器”也采用 60 进制计数器，每累计 60 分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用 24 进制计数器，可以实现一天 24h 的累计。电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。关键词：计数器；单片机；数码管；上拉电阻一、方案设计

3、1.1、单片机的选择方案1.2、数码管的选择方案1.3、上拉电阻的选择方案1.4、总体设计框图1.1、AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS8位单片机，片内含 4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器 （PEROM）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-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash存储单元，功能强大 AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。如图 1.1.1:图 1.1.11.2 、共阴

4、极数码管是一类数字形式的显示屏，通过对其不同的管脚输入相对的电流， 会使其发亮， 从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。由于它的价格便宜、使用简单、在电器，特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管， 其他家电也用液晶屏与荧光屏。如图 1.2.1:图 1.2.11.3 、上拉电阻（排阻，上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平，电阻同时起限流作用。上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流；弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分；对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）提升电流和电压的能力是有限的， 上拉电阻的功

5、能主要是为集电极开路 输出型电路输出电流通道。 所以根据本次课设设计选择上拉电阻。如图 1.3.1 ：图 1.3.1二、程序见附页 1三、硬件模块程序设计3.1、单片机最小系统51 单片机最小系统复位电路的极性电容 C1 的大小直接影响单片机的复位时间， 一般采用 1030uF，51 单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。 51 单片机最小系统起振电容 C2、 C3 一般采用1533pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好， P0 口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为 10k。其他接口内部有上拉电阻，作为输出口时不需外加上拉电阻。3.2 数码管显示模块1.3、6 位

6、共阴数码管显示所示四、软件模块设计本次设计使用的软件是Keil 软件，它能够使用简单易懂的高级C语言对单片机进行软件开发，还是C52 系列兼容单片机语言软件开发系统。五、系统硬件电路的设计系统的硬件主要包括单片机芯片，数码管显示，按键开关电路，它的硬件电路如下图所示，单片机采用广泛使用的AT89C51，系统采用 12MHz的晶振，采用 6 位共阴数码管显示。操作方法：对照原理图，按下SW2 按键第一次设置小时数据，SW3 按键加， SW4 按键减，按下 SW2 按键第二次设置分钟， SW3 按键加， SW4 按键减， SW2 按键第三次设置秒， SW3 按键加， SW4 按键减， SW2 第四

7、次退出设置。单独的一个按键 SW1 是复位按键硬件电路图如图所示图 5.1图 5.1六、课程设计总结经过一周的时间以及对整本教材的知识总结， 把课程设计分成了硬件和软件两大模块。 总的来说，硬件部分很好入手， 电路也教简单，主要涉及的是简单的按键、 电容、电阻、晶振和数码管。 在软件部分，细分为了按键模块、显示模块、定时 /计数模块，最后把几个模块整合在主程序模块中， 使得程序简单明了。 整个设计过程中遇到的最大问题是软件的编写， 由于采用的是汇编语言， 其间使用到的各种寄存器、存储器地址、变量很多，很难对程序的整体把握。通过电子钟的设计，对单片机的原理、结构、外围电路进一步的了解。在整个设计

8、过程中学到了团体精神和独立解决问题的重要性。 为以后的求职之路打下了基础。七、参考资料1 单片机原理与应用 谢维成 杨加国 编著2 单片机应用与仿真调试 严天峰编著3 模拟电子技术 （第三版） 胡宴如 耿苏燕编著4 数字电子技术 （第三版） 杨志忠 卫桦林编著附页1#include /头文件定义单片机内部寄存器#define uchar unsigned char /宏定义缩写成uchar#define uint unsigned int/宏定义缩写成uint/ 数码管位端口定义sbit w1=P22;sbit w2=P23;sbit w3=P24;sbit w4=P25;sbit w5=P2

9、6;sbit w6=P27;/按键 /sbit key1=P35;/设置时间sbit key2=P36;/加sbit key3=P37;/减/ 共阴数码管段信号编码 /uchar code table10=/0-9 0xFC,0x60,0xDA,0xF2,0x66, 0xB6,0xBE,0xE0,0xFE,0xF6;/uchar num,miao,fen,shi;/计时时分秒变量uchar fen1,shi1;/闹钟变量uchar d1,d2,d3,d4,d5,d6;/显示拆分数据voiddelay(uintms)/1ms延时函数数据保持用的 括号里面是几大概就延时多少msuchar x;fo

10、r(ms;ms0;ms-)for(x=110;x0;x-);void display()/显示函数d1=shi/10;/小时d2=shi%10;/d3=fen/10;/d4=fen%10;/ 分钟d5=miao/10;/d6=miao%10;/ 秒w1=0;P0=tabled1;delay(10);/第 1 位显示数据P0=0x00;w1=1;/ 关闭显示消除动态扫描阴影w2=0;P0=tabled2|0x01;delay(10);/第 2位显示数据P0=0x00;w2=1;/ 关闭显示消除动态扫描阴影w3=0;P0=tabled3;delay(10);/第 3 位显示数据P0=0x00;w3

11、=1;/ 关闭显示消除动态扫描阴影w4=0;P0=tabled4|0x01;delay(10);/第 4位显示数据P0=0x00;w4=1;/ 关闭显示消除动态扫描阴影w5=0;P0=tabled5;delay(10);/第 5 位显示数据P0=0x00;w5=1;/ 关闭显示消除动态扫描阴影w6=0;P0=tabled6;delay(10);/第 6 位显示数据P0=0x00;w6=1;/ 关闭显示消除动态扫描阴影void keyscan()/调时按键扫描函数uchar k_flag;if(key1=0)/按键按下一下所有按键执行的模式都是一样的delay(10);/延时消除按键抖动if(k

12、ey1=0)/确定按键按下k_flag=1;while(key1=0);/等待按键松手while(k_flag=1)/开始调整小时数据display();if(key1=0)delay(10);/延时消抖if(key1=0)k_flag=2;while(key1=0);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)shi+;if(shi=24)shi=0;while(key2=0);if(key3=0)delay(10);if(key3=0)if(shi=0)shi=24;shi-;while(key3=0);while(k_flag=2)/开始调整分钟数据display();i

13、f(key1=0)delay(10);/延时消抖if(key1=0)k_flag=3;while(key1=0);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)fen+;if(fen=60)fen=0;while(key2=0);if(key3=0)delay(10);if(key3=0)if(fen=0)fen=60;fen-;while(key3=0);while(k_flag=3)/开始调整秒数据display();if(key1=0)delay(10);/延时消抖if(key1=0)k_flag=0;while(key1=0);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)miao+;if(miao=60)miao=0;while(key2=0);if(key3=0)delay(10);if(key3=0)if(miao=0)miao=60;miao-;while(key3=0);void main()TMOD=0x01;/定时器 0 16 位计时模式TH0=(65536-50000)/256; /50ms定时TL0=(65536-50000)%256; /50ms定时EA=1;/ 开启总中断ET0=1;/ 开启定时器中断TR0=1;/ 开启定时器while(1)