毕业课程设计报告数字时钟.docx
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毕业课程设计报告数字时钟
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基本要求：
3
一設計方案：
1.1单片机3
1.2显示模块选择方案和论证4
1.3使用74hc573做驱动4
二.系统的硬件设计与实现5
2.1原理图6
三功能模块分析：
8
3.2:
复位电路8
3.3显示电路9
3.4控制电路10
四：
软件部分11
五．操作步骤20
六：
作品总结与感想21
基本要求：
①8个数码管上显示,显示时间的格式为（假如当前时间是19:
32:
20）“”
②时间可以通过按键调整。
发挥部份
具有闹钟功能；②具有日历功能；③具有秒表功能；④其他可自由发挥。
一設計方案：
1.1单片机
采用89S51芯片作为主控模块，AT89S51是MCS-51系列单片机目前运用较多的一种芯片，采用FlashROM，内部具有4KBROM存储空间,能于3V的超低压工作，而且具备ISP在线编程技术，方便对电路进行调试.但由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
针对该问题，可采用易于插拔的芯片插槽，芯片的程序烧写用专门的实验板进行烧写（当前可用的实验烧写开发板支持AT89S＊＊系列）.AT89S51单片机的功能引脚图如下图所示:
AT89S51单片机的功能引腳圖.
1.2显示模块选择方案和论证
采用四位共阴LED数码管进行静态显示,LED数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用静态显示法与单片机连接时,占用的单片机口线少（采用二十四小时制显示，以P0、P1、P2口分别作为分、十分、小时位显示段码输出，而十小时位只需要显示1或者不显示，故只要用到P3口的两个引脚P3.1和P3.2作为显示段码输出
1.3使用74hc573做驱动
原理说明M54HC56374HC563M54HC57374HC573的八个锁存器都是透明的D型锁存器，当使能（G）为高时，Q输出7wb838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
将随数据（D）输入而变。
当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。
输出控制不影响锁存器的内部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，7wb838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
新的数据也可以置入。
这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载，可以直接与系统总线接口并驱动总线，而不需要外接口。
特别适用于缓冲寄存器，IO通道，双向总线驱动器和工作寄存器。
图74HC573逻辑图
二.系统的硬件设计与实现
2.1原理图
三功能模块分析：
3.1：
时钟电路
单片机和其他微机一样，从FlashROM中取指令和执行过程中的各种微操作，都是按照节拍有序的工作，89S51单片机内部有产生振荡信号的放大电路，可以采取两种方式产生单片机需要的时钟。
一种是内部方式，利用单片机内部的放大电路，外接晶振等器件构成的振荡电路；一种是外部方式，使用外部的时钟信号，接到XTAL1或LTAL2引脚上给单片机提供基本的震荡信号。
本处采用内部方式
3.2:
复位电路
单片机与其他微处理器一样，在启动工作时先要进行复位，是CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始运行，实现复位的方法是通过复位电路，给单片机复位引脚加复位电平，89C52单片机的第9引脚为复位引脚RET，高电平有效，在时钟电路工作之后，当外部电路使得RST端出现两个机器周期以上的高电平系统内部复位，在上电时，由于振荡器需要一定的起振时间，该引脚的高电平必须保持10MS以上才能保证有效复位。
本设计采用手动复位，即使用按键，按键按下时单片机进入复位状态。
具体实施方案如下单片机的最小系统如下图所示,18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部12MHZ晶振的一端和30pF电容,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部12MHZ晶振的另一端和30pF电容,在片内它是振荡器倒相放大器的输出.第9引脚为复位输入端,复位电路采用上电复位和按钮复位，由一个10uF的电容和一个按钮及51K、2.2K电阻各一个构成.20引脚为接地端,40引脚为电源端.如图所示
3.3显示电路
显示电路采用两个74HC573做驱动，用两个四位的共阴数码管做显示器，静态显示就是当显示器显示某个字段时，相应的段恒定的导通或截止，直到显示下一个字符为止，静态显示器的亮度高，编程容易，管理比较简，使用的IO口线资源也比较简单，但电子时钟使用的LED数码管为四位，使用静态显示已经满足不了需求，所以采用动态显示.动态显示是，为了简化电路降低成本，将所有的段选线并联在一起，由一个8为IO口P0控制，而共阳极公共端K也有P0口分时复用控制，由于4位LED所有段选线皆有P0口控制，因此在每一瞬间，4为LED会显示相同的字符，要想显示不同的字符，就要采用扫描法轮流点亮各位LED，在每瞬间只使用某一位显示字符。
在此瞬间，P0口先输入相应的字符段选码，再由P0口在给显示位选通电平，因为所用的LED为共阳，应送入高电平进行选通，如此轮流，使每位分时显示该位应显示的字符。
段选码位选吗没送入一位后延时1MS，因人的眼视觉暂留时间为100ms,所以看上去每个数码管都在亮
两个74HC573驱动器接p0io口，串接10k的排阻，再接到两个四位的数码显示管
3.4控制电路
三个按键中k1接p3.2是功能键，用来做功能选择，分别有时间的校准和闹钟秒表功能的选择，按一下实现对年份的校准，两下是月数的校准，三下是天数的校准，接下来是闹钟功能的选择，同样对应时分秒的选择，接下来是秒表的功能.k2接p3.1是在k1所选功能的基础上对实现加一的，k3接p3.2与k2相反，是实现减一的功能
硬件的实现如上，总体上是遵循了所选器件简便实用的原则，根据各器件的各种功能实现了数字时钟电路的连接和实现，但由于基础知识和对器件的认识不够上有.许多地方仍旧需要改进.接下来是软件实现的介绍.
四：
软件部分
软件部分的设计和编写是和硬件部分的选择和电路功能实现紧密结合的，是为硬件和功能所服务的。
我们同样参考了大量的c语言文献，也有不少部分是自己所发挥的。
软件部分的介绍同样是根据电路功能来进行的.
C程序设计框图
1初始化，在开机延迟时间有一个hallo2012的现实
voiddisplay_led（）
{intx;
charl,a,m;
for（a=0;a<26;a++）
{x=a-8;
for（l=0;l<25;l++）
{
for（m=0;m<8;m++）
{
P2=b[m];
if（x>=0&&x<10）P0=num[x];
elseP0=led[11];
delay（10）;
x++;
}
x-=8;
}
}
}
再打开电源之后就会显示时间，初始化时间为零，对按键的定义是按键一是功能选择键，按键2和3是时间的调整键voiddisplay（）
{
switch（M）
{
case0:
{
a[0]=led[=0;
}
while（!
K2）;
}
if（K3==0）
{
delay（10）;延时去抖
if（K3==0）减键按下
{Fun++;
if（Fun==3）{Fun=0;}
switch（Fun）
{case0:
break;
case1:
EX0=1;IT0=1;break;
case2:
EX0=0;IT0=0;break;
}
}
while（!
K3）;
}
}break;
当按键1按第七下时跳转到日期和星期的显示，最后一位是星期的显示，星期的设置是和日期关联的，我们把某天的日期和星期做对等之后，在变动日期的时候我们可以实现星期的轮回更改，星期会随日期的改动而改动
case7:
break;
case8:
模式8——调年
{
if（K2==0）
{
delay（10）;延时去抖
if（K2==0）加键按下
{
year++;
}
while（!
K2）;等待按键释放
}
if（K3==0）
{
delay（10）;
if（K3==0）
{
year--;
}
while（!
K3）;
}
}break;
case9:
模式9——调月
{
if（K2==0）
{
delay（10）;
if（K2==0）
{
if（month<12）month++;
elsemonth=1;
}
while（!
K2）;
}
if（K3==0）
{
delay（10）;
if（K3==0）
{
if（month>1）month--;
elsemonth=12;
}
while（!
K3）;
}
}break;
case10:
模式8——调日
{
if（K2==0）
{
delay（10）;
if（K2==0）
{if（month==1||month==3||month==5||month==7||month==8||month==10||month==12）
{
if（day==31）
day=1;elseday++;
}
elseif（month!
=2）
{if（day==30）{day=1;}elseday++;}
else{if（year%4==0&&year%100!
=0||year%400==0）
{if（day==29）{day=1;}elseday++;}
else{if（day==28）{day=1;}elseday++;}
}week++;if（week==8）week=1;
}
while（!
K2）;
}
if（K3==0）
{
delay（10）;
if（K3==0）
{
{if（month==1||month==3||month==5||month==7||month==8||month==10||month==12）
{
if（day==1）
{day=31;}elseday--;
}
elseif（month!
=2）
{if（day==1）{day=30;}elseday--;}
else{if（year%4==0&&year%100!
=0||year%400==0）
{if（day==1）{day=29;}elseday--;
}
else{if（day==1）{day=28;}elseday--;}
}
}if（week==1）week=7;elseweek--;
}
while（!
K3）;
}
}break;
五．操作步骤
◆1,时间显示——正常走时：
默认为显示时间状态，按24小时制显示“时时-分分-秒秒”，按实际时间以秒为单位变化。
◆2.时间调节——再按K1可进行时的调节，此时，时会快速闪动，再按K1，分会闪动，按K2和K3可以分别对闪动的数字进行加或者减。
◆3.闹钟设置——再按K1进入闹钟设置界面，显示“时时-分分”，再按K1，时会快速闪动，再按K1，分会闪动，按K2和K3可以分别对闪动的数字进行加或者减。
◆.4.时间显示与周历显示——再按K1，出现日期显示界面，显示格式为“年年年年月月日日”：
再次按下K1，日期会向左移动两位，以便显示周历，显示格式为“年年月月日日-（星期）”。
◆5.日期设置——再次按下K1,1~3次，分别出现年、月和日的设置界面，周历由于是根据日期计算得到，所以无需进行设置。
◆6.秒表——继续按下K1，会启动秒表程序，显示“分分-秒秒”。
可以使用K2进行清零，每按一次，秒表重新从零计时；可使用K3进行暂停，长按K3，秒表暂停计时，K3松开后，秒表继续计时。
◆7.返回——再按K1会循环，回到时间显示状态。
六：
作品总结与感想
我认为作为电子专业的学生像protel这类软件应该普及，当我们用刀这些软件的时候才发现有很多都不懂，很多功能都不熟悉，所以操作起来感觉有些吃力。
现在我们的知识面并不是很广，像课外我们应该多读一些电子方面的书籍，开发开发创造性的思维，以后对像这种创造性的作品做起来才会得心应手，像编写程序时候会有很多麻烦，主要是如果学过的东西如果不加以运用的话时间长了就会生疏，每次用起来都不是很顺利，所以平时我们应该多去动动手，把我们学的只是都好好运用一下，锻炼锻炼动手能力，毕竟电子的同学对动手能力要求是很高的，还有就是团队合作，团队合作是非常重要的，三个臭皮匠顶个诸葛亮，两三个人在一起做会想到自己独立完成所不能想到的很多问题，大家都各有所长，所以这会使我们的作品更加的出色，我想这次课程设计对我们每个人的帮助都是很大的，思维的开发、动手能力、团队合作精神等等吧，总之是受益匪浅，希望在以后的学习过程中多以前这种锻炼自己的机会!
七、参考文献
[1]《单片微型计算机与机电接口技术》房小翠，王金凤.国防工业出版社，
[2]《单片机应用系统设计》何利民.北京航空航天大学出版社，
[3]李广弟等编著，《单片机基础》北京航空航天大学出版社
[4]《单片微型机原理、应用与实践》张友德.复旦大学出版社
[5]罗中华等编著，《数字电路》清华大学出版社
[6]《单片机计算机及应__________用》白驹衍电子工业出版社
[7]《电子技术基础》康华光高教出版社
[8]《电子线路设计》谢自美华中出版社
[9]《单片机原理及应用教程》范立南北京大学出版社
[10]《电子系统设计与实践》杨刚电子工业出版社
[11]《电子技术课程设计指导》彭介华高等教育出版社型计算机与机电接口技术》房小翠，王金凤.国防工业出版
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