基于单片机的时钟设计Word文档格式.docx
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利用单片机内部的定时计数器进行中端定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。
该方案节省硬件成本，但程序设计较为复杂。
2.显示方案
对于实时时钟而言，显示显然是另一个重要的环节。
通常LED显示有两种方式：
动态显示和静态显示。
静态显示的优点是程序简单、显示亮度有保证、单片机CPU的开销小，节约CPU的工作时间。
但占有I/O口线多，每一个LED都要占有一个I/O口，硬件开销大，电路复杂。
需要几个LED就必须占有几个并行口，比较适用于LED数量较少的场合。
当然当LED数量较多的时候，可以使用单片机的串行口通过移位寄存器的方式加以解决，但程序编写比较麻烦。
LED动态显示硬件连接简单，但动态扫描的显示方式需要占有CPU较多的时间，在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。
最终选择方案：
本系统需要采用8位LED数码管来分别显示时、分、秒，因为本实验中我们I/O口线比较多，所以选用动态显示，数码管连接方式为共阴极，键盘中S1键调时，S2键调分。
（三）硬件部分
1、STC89C52单片机介绍
AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储（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位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
它的部分引脚功能介绍如下。
P0口：
P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。
P1口：
P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。
作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。
P2口：
P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。
P3口：
P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。
P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能。
P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
2.74HC573芯片：
74HC573是高性能硅门CMOS器件，八进制3态非反转透明的锁存器，SL74HC573跟LS/AL573的管脚一样。
输入是和标准CMOS输出兼容的；
加上拉电阻，他们能和LS/ALSTTL输出兼容。
当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。
当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。
2.KeilC51介绍及使用
本设计中源程序程序的编写与调试是在KeilC51集成环境uVision中进行的。
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。
KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面，界面友好，操作简单。
另外重要的一点是只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeilC51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。
在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
（1）建立一个新的工程：
:
单击“Ptoject”菜单，在弹出的下拉菜单中选择“NewProject”选项。
然后选择你要保存的路径，输入工程的名字然后点击保存。
这时会弹出一个对话框，要求你选择单片机的型号，根据你所用的单片机来选择，KeilC51几乎支持所有的51内核的单片机，在本设计中选择的是AT89S51。
（2）编写程序：
单击“File”菜单，在下拉菜单中选择“New”，这时编辑窗口会出现一个Text1窗口，光标在该窗口中闪烁，首先保存该空白文档，单击菜单上的“File”，在弹出的下拉菜单中选择“SaveAs”选项，在出现的对话框中键入欲使用的文件名并同时键入正确的后缀名（本设计中为.c），然后保存。
回到编辑界面后，单击“Target1”前面的“+”，然后在“SourceGroup1”上单击右键，在弹出菜单中选择“AddFilestoGroup’SourceGroup1’”，选中设计所需要的源程序文件，然后单击“Add”，这时注意到“SourceGroup1”文件夹中多了若干个子项，子项的多少跟所增加的源程序的多少相同。
这时就可以键入应用程序了。
KeilC51会自动识别关键字，并以不同的颜色提醒用户加以注意，这样会使用户少犯错误，有利于提高编程效率。
（3）编译并生成HEX文件：
程序编写完成以后，单击“Ptoject”菜单，在下拉菜单中选择“BuiltTarget”选项，或者使用快捷键F7。
编译成功后右击“Target1”在弹出菜单中选择“OptionsForTarget’Target1’”，在弹出的对话框中选择“Output”选项中的“CreatHEXFile”选项使程序编译后产生HEX代码，供下载器软件使用。
3.烧录器的使用
本设计中程序是用Easy51Pro编程器烧写的。
Easy51Pro编程器是一款操作简单、容易自制、容易扩充、非常稳定、灵活的ISP编程器。
它支持hex文件，有重载的文件对话框，让你不必到处去找文件而且有热键支持，让我们调试程序时效率更高。
接好编程器的硬件电路后，在最上方选择你要编程的器件后点击“检测器件”，如果检测到了器件，左边的状态栏就会显示“检测到器件”并显示该器件的ROM与编程电压的大小特性。
检测到器件以后单击“操作”中的“自动打开文件”选项，在弹出的对话框中打开要烧录的程序的hex文件，然后单击“自动完成”选项，烧写完毕后如果显示“0个单元不对”就说明程序烧写成功了。
当然在烧录过程中会碰到一些问题，比如检测器件时，时有时无，这是下载线不稳定的表现，如果不能检测到器件，但是却可以正常读写，并且效验无误，这个就是单片机的问题了，可能单片机已经坏了，如果写器件时总是写到某个地址就停顿，然后报告失败；
或者可以顺利写完，但效验时显示有单元不正确，最可能的原因是电源不稳定，电缆太长，线路没焊好，器件质量问题等，也可能与电脑性能有关，特别是开启了很多程序的时候。
4.数码管显示部分
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（COM）的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f代表段码值0~9
时钟显示校正电路
本设计利用按键开关来校正时钟显示的数字。
当按钮按下时，将在相应的端口输入一个低电平，通过相应的程序来改变时钟显示。
其中S1按键开关用来修改时；
S2按键用来修改分。
P3.0，P3.1设置为高电平，LCDEN即连接单片机P3.4的设置为低电平。
如当S1按键按下时，P3.0变成低电平，反馈到单片机，然后通过软件使时单元加1。
9、总电路原理图
（五）软件部分
根据上述电子时钟的工作流程，软件设计可分为以下几个功能模块：
（1）主程序模块。
开始
设定时钟初值
调用键盘扫描程序
数码管显示程序
时钟处理程序
主程序流程图
保护现场
调用键盘设置子程序
调用显示子程序
返回
时间设置流程图
显示模块。
该模块完成时分秒8位LED的动态显示。
当按下S1键后，时加一，当按下S2键后，分加一，显示程序流程图如下图所示。
扫描键盘
否
调用显示程序有键按下？
是
调用显示程序
有键按下？
求取键号
键盘扫描程序流程图
程序：
/*------------------------------------------------------*/
#include<
reg52.h>
//头文件
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineweiP0//位码输出口
sbitdula=P2^6;
sbitwela=P2^7;
ucharsecond,minute,hour,j,q,;
//时分秒定义
ucharcodeduanma[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
//显示段码值0~9
display（）;
delay（uintk）;
clear（）;
chuli（）;
ucharq;
/*********************************************************************************************
函数名：
主函数
/**********************************************************************************************/
main（）
{
second=0;
//初
minute=59;
//始
hour=23;
//值
//////////////////主循环///////////////////////////////
while
（1）
{
display（）;
//调用显示子函数
chuli（）;
}
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//函数功能：
在8位数码管上显示时分秒
//输出端口：
P0
display（）
{
////////////////////////////////////
//时
wela=1;
wei=0xfe;
wela=0;
wei=duanma[hour/10];
dula=1;
dula=0;
delay（10）;
clear（）;
wei=0xfd;
wei=duanma[hour%10];
///////////////////////////////////
//显示“-”
wei=0xfb;
wei=0x40;
//分
wei=0xf7;
wei=duanma[minute/10];
wei=0xef;
wei=duanma[minute%10];
wei=0xdf;
///////////////////////////////////////
//秒
wei=0xbf;
wei=duanma[second/10];
wei=0x7f;
wei=duanma[second%10];
//////////////////////////////////////////
//时间处理子函数
chuli（）
q++;
if（q==5）
{
if（second<
59）//判断秒钟是否加到60
{second++;
else
{second=0;
if（minute<
59）//判断分钟是否加到60
{minute++;
else
{minute=0;
if（hour<
23）//判断时间是否加满一天
{hour++;
else
hour=0;
}}}}
delay（uintk）
{uinti,j,z;
for（z=k;
z>
0;
z--）
{for（i=2;
i>
i--）
{for（j=2;
j>
j--）;
}}}
clear（）
wei=0xff;
wei=0x00;
三、实验成果：
1、电路仿真效果图：
2、实物拍摄效果图：
四、设计总结
经过短短一周的课程设计，感触颇多。
因为单片机已经很久没复习，刚拿到题目，不知道从哪入手，后来通过对书本的回顾，加深了对单片机的记忆。
本次设计正是为我们提供了一个深入学习、探索的机会，成为课堂教学的有益补充。
单片机理论的学习是为课程的设计作准备的，但有时学习的理论也解决不了实践中的问题。
实践中获得的知识能让我对单片机的知识有更好的认识和理解。
虽然这次的课程设计我参考了不少资料，没有做到创新应用，但我对C语言的编程有了一个全新的认识，我明白了许多。
这次课程设计的最大收获是：
只有把理论用到实践中我们才能真正掌握好所学知识。
时间是检验真理的唯一标准。
四、参考文献
[1]楼然笛．单片机开发[M]．北京：
人民邮电出版社，1994.
[2]付家才．单片机控制工程实践技术[M]．北京：
化学工业出版社2004.3.
[3]李光才．单片机课程设计实例指导[M]．北京：
北京航空航天大学出版社2004.
[4]朱定华．单片机原理及接口技术实验[M]．北京：
北方交通大学出版社2002.11.
[5]刘湘涛．江世明．单片机原理与应用[M].北京:
电子工业出版社,2006.
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