基于单片机的电子钟课程方案设计书Word文件下载.docx

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兰州交通大学自动化与电气工程学院

2013年3月7日

摘要

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，是人民日常生活不可缺少的工具。

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。

在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。

关键词：

单片机；

电子时钟；

键盘控制

Abstract

Modernelectronicclockisbasedonatimingtool,usingthedelayprocedurehasacertaintimeinterrupt,isusedtodefineasecond,forafullsixtysecondsminutesintoonebycountingmode,fullsixhoursintoafulltwenty-fourhours,clear.Inordertoachievethefunctionoftiming,isindispensableinpeople'

sdailylifetool.Digitalelectronicclockintegratedcircuittiming,decodinginsteadofmechanicaltransmission,withLEDdisplayinsteadofpointerdisplayanddisplaythetime,reducethetimingerror,thistablewithsometimes,minutesandseconds,displaythefunctionoftime,canalsocarryoutandpointsproofreading,flexiblepiece.Herewewillhavelearnedmorescattereddigitalcircuitknowledgeoforganic,systemlinkforpractical,todevelopintegratedcircuitanalysisanddesignour,abilitytowriteprogram,debuggingcircuit.

Keywords:

singlechipmicrocomputer;

electronicclock;

thekeyboardcontrol

引言：

通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。

设计一个具有特定功能的电子钟。

该电子钟上电或按键复位后显示0时0分0秒；

第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；

再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。

1整体设计方案

1.1硬件总体设计

硬件系统总体设计如图2.1所示。

图2.1硬件系统总体设计

（1）功能芯片：

本次设计采用ATMEL公司生产的AT89C51芯片，低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

（2）电源和复位模块：

AT89C51需5V电压，所以可以采用USB接口的5V电源对其供电，复位电路采用按键脉冲复位

（3）显示模块：

该模块由8位8段共阳极数码管组成。

（4）键盘模块：

键盘由4个独立式按键组成，P0.0-P0.2键分别接在单片机的P1.0-P1.2口。

P0.3为复位键，接RST。

（5）时钟模块：

为了保证同步工作方式的思想，单片机必须有时钟信号，以使其系统在时钟信号的控制下按时序协调工作。

如电路原理图中的晶振电路。

2数字钟的软件设计

2.1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主程序是先开始，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2.1主程序流程图

按键处理是先检测秒按键是否按下，秒按键按下，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。

图2.2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。

图2.3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。

图2.4时间显示流程图

2.2数字钟的原理图

用PROTUES软件，根据要求画出数字电子钟的原理图如下所示

图2.5数字钟的原理图

数字电子钟的工作原理：

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。

8个数码管的段选接到单片机的P0口，位选接到单片机的P2口。

数码管按照数码管动态显示的工作原理工作，将标准秒信号送入“秒单元”，“秒单元”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“分单元”的时钟脉冲。

“分单元”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时单元”。

“时单元”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。

2.3功能说明

1.开机时，显示00：

00：

00的时间开始计时。

2.P0.0为功能选择键，第一次按下开始计时，第二次按下计时停止并开始“分”的调整，第三次按下开始进行“时”的调整，按下第四次再次开始计时。

P0.1控制“分”的调整，每按一次加1分。

P0.2控制“时”的调整，每按一次加1个小时。

P0.3为复位键，按下后显示00：

00的时间。

2.4设计主程序

程序见附录1

2.5电子钟系统PROTUES仿真

用PROTUES软件，根据数字电子钟的原理图，画出仿真图，得到的图如下所示。

图5-1数字钟的PROTES仿真

结束语

我在这一次数字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课程设计的思考及书面表达能力，最终完成了。

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。

通过这次课程设计我发现，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。

通过这次课程设计，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。

参考文献

[1]王思明.单片机原理及应用系统设计.北京:

科学出版社,2012.:

64-103

[2]阎石.数字电子技术基础（第四版）北京:

高等教育出版社,1998.07:

42-56

[3]邱光源.电路（第五版）.北京:

高等教育出版社,2006.05:

75-95

[4]李广弟.单片机基础[M].北京:

北京航空航天大学出版社,2007.06:

26-55

附录一

ORG00H；

主程序起始地址

JMPSTART；

跳至主程序

ORG00H；

TIMER0中断起始地址

JMPTIM0；

跳至TIMER0中断子程序TIM0

START:

MOVSP，#70H；

设置堆栈在70H

MOV28H,#00；

显示寄存器初值为00

MOV2AH,#12H；

“时”寄存器初值为12H

MOV2BH,#00；

“分”寄存器初值为00H

MOV2CH,#00；

“秒”寄存器初值为00H

MOVTMOD,#00000001B；

设TIMER0为MODE1

MOVTH0,#HIGH（65536-4000）；

计时中断为4000微妙

MOVTL0,#LOW（65536-4000）

MOVIE,#10000010B；

TIMER0中断使能

MOVR4,#250；

中断250次

SETBTR0；

启动TIMER0

LOOP:

JBP0.0,N2；

P0.0（秒）按了？

不是跳至N2检查P0.1

CALLDELAY；

消除抖动

MOVA,2CH；

将秒寄存器的值载入A

ADDA,#01；

A的内容加1

DAA；

做十进位调整

MOV2CH,A；

将A的值存入秒寄存器

CJNEA,#60H,N1；

是否等于60秒？

不是跳转至N1

MOV2CH,　#00；

是则清除秒寄存器的值为00

N1:

JNBP0.0,$；

P0.0（秒）放开了？

N2:

JBP0.1,N4；

P0.1（分）按下了吗？

不是则跳至N4检查P0.2

MOVA,2BH；

将分寄存器的值载入A

MOV2BH,A；

将A的值存入分寄存器

CJNEA,#60H,N3；

是否等于60分？

不是则跳至