单片机AT89c51电子钟.docx

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单片机AT89c51电子钟

《单片机原理及应用》

课程设计报告

课题名称：

基于单片机的电子钟的设计

姓名：

李万明

院系：

应用技术学院

专　　业：

07电子信息工程（仪器仪表）

学号：

200715190130

指导教师：

谢辉

完成时间:

2009年12月28日

摘要…………………………………………………………………...............................1

第一章引言………………………………………………………………......................2

1.1设计目的……………………………………………………………………................2

1.2设计任务……………………………………………………………………………....2

1.3设计思路……………………………………………………………………………....2

第二章方案选择……………………………………………………………….3

2.1单片机型号选择………...……………………………………………………….........3

2.2cpu选择………………………………………………………………4

2.3显示模块选择……………………………………………………………….4

2.4最终方案和系统组成………………………………………………………………………5

第三章主要硬件说明及设计..............................................................................................7

3.1AT89C51的介绍说明………………………………………………………………………7

3.2显示部件的设计…………………………………………………………………9

3.3驱动部件设计…………………………………………………………………9

3.4电源电路…………………………………………………………………9

3.5时钟电路…………………………………………………………………9

3.6复位电路…………………………………………………………………9

第四章软件系统的设计................................................................................................7

4.1电子钟的主程序………………………………………………………………………7

4.2电子钟的显示子程序…………………………………………………………………9

4.3参考程序与解释…………………………………………………………………9

第五章系统调试...............................................................................................7

5.1软件调试………………………………………………………………………7

5.2硬件调试………………………………………………………………9

第六章设计心得总结...........................................................................................7

第五章附录.......................................................................................................................13

附录1硬件电路原理图和连接图………………………………………………………....13

附录2电子钟程序清单……………………………………………………………………14

附录3元器件清单…………………………………………………………………………17

附录4实训产品照片………………………………………………………………………....18

参考文献..................................................................................................................................18

摘要

本次实训是基于AT89C51单片机电子钟的设计，对时、分、秒的显示的控制,时、分、秒用六位数码管显示LED数码管时钟电路采用24小时计时方式。

该电路采用AT89C51单片机，使用5V电池供电，只使用一个按键进行复位状态的控制以及正常显示等状态。

LED显示采用静态扫描方式实现，采用6M晶振。

最常见的电子钟通常使用单片机模块控制，一种用单片机原理实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有硬件成本低、计时准确、更长的使用寿命特点，因此得到了广泛的使用。

本次设计通过用单片机为主控制，通过电路仿真而实现。

首先使用ProteusProfessional软件进行绘制硬件电路图，用keil软件进行编程与调试，最终生成hex文件，传入单片机内部，从而实现仿真效果。

关键词：

电子钟、仿真、单片机

第一章引言

1.1设计目的

1、掌握单片机的结构、指令系统、单片机扩展方法和接口技术；

2、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决实际问题的能力；

3、掌握汇编语言程序设计及调试方法；

4、掌握单片机应用系统的设计思想。

二、课程设计内容

1.2设计任务

以AT89C51单片机控制的时钟，在LCD显示器上显示当前时间。

要求：

1）使用文字型LCD显示器显示当前时间。

2）显示格式为“时时：

分分：

秒秒”。

3）用4个功能键操作来设置当前的时间。

（1）K1——进入设置现在的时间。

（2）K2——设置小时。

（3）K3——设置分钟。

（4）K4——确认完成设置。

4）程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：

00：

00”，然后开始计时。

1.3设计思路

电子钟的计时器的硬件电路如图所示，采用AT89C51单片机，最小化应用设计；此次设计，我们采用静态显示的方案来完成电子钟的设计。

采用共阳八段LED显示器，用74LS164来驱动LED数码管，采用6M晶振，有利于提高计时的精确性。

主要功能：

设计一个时钟系统，时钟时间在六位数码管上进行显示，从左到右依次为“时：

分：

秒”。

一上电，数码管显示起始时间为0时0分0秒，即数码管显示00.00.00，以后每秒钟时钟系统加1，最大显示值为23.59.59。

本次设计中，我们只用到了一个按键，此按键是用来控制电路复位的，我们将设计好的复位电路直接接在单片机的复位引脚（RST）上,这样程序在运行过程中就会自动查询该引脚上的电平，当该引脚电平为高电平时，则电路恢复初始状态，反之，则程序正常运行。

电子钟的硬件电路框图如下：

第二章方案选择

2.1单片机型号选择

通过对多种单片机性能的分析，最终认为89C51是最理想的电子时钟开发芯片。

89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环，数据保留时间为10年等特点，是最好的选择。

2.2cpu的型号选择

单片机芯片作为控制系统的核心部件，它除了具备微机CPU的数值计算功能外，还具有灵活强大的控制功能，以便实时检测系统的输入量、控制系统的输出量，实现自动控制。

在本次设计中采用单片机技术来实现数字钟的功能。

方案的设计可以从以下几个方面来确定。

微处理器的选择，AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品种，除了完全兼容8051外，还多了ISP编程和看门狗功能。

虽然AT89S52的存储器容量比AT89S51的大。

但在本次设计中采用AT89S51单片机因为AT89C51足以满足我们设计的需要；显示电路的设计，随着科技的发展，液晶显示的使用越来越方便，已被普遍的使用。

但由于液晶显示比较昂贵，另外其驱动也集成在一起，因此使用起来很方便。

在这里采用数码管显示；校时电路的设计；实时控制电路是时钟电路的一个重要组成部分，采用的是一个时钟芯片，单片机从中读取数据送到显示器上显示，从而实现数字钟的功能；还有一些其他控制电路如复位电路、时钟电路等。

通过这些控制电路的连接构成了完整的电路。

2.3显示模块选择

采用LCD，电路比较简单，且在软件设计上也相对简单，具有低功耗功能，能够满足设计最优的要求。

因此，在设计中我采用的显示模块是LCD显示。

2.3最终方案和系统组成

①对此次数字时钟的方案选定为:

采用AT89C52作为主控制系统;并由其定时计数器提供时钟;LCD作为显示电路,来实现功能。

②系统由AT89C51、LED数码管、按键、74LS245等部分构成，能实现时间的调整、定时时间的设定，输出等功能。

系统的按键有K1、K2、K3，K1对秒校对，K2对分校对，K3对时校对。

3.1AT89C51介绍说明

AT89C51是美国Intel公司生产的低电压，高性能CHMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和蔼可亲128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Intel公司的高密度、非易失性存储技术生产，片内置通用4位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

AT89C51引脚图

3.1.1引脚功能

Vcc（40）：

电源电压GND（20）：

接地

P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）

RST（9）：

复位信号输入端。

当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

/EA/VPP：

当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1（18）：

振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。

XTAL2（19）：

振荡器反相放大器的输出端。

通过XTAL1、XTAL2外接晶振后，即可构成自激振荡器，驱动内部时钟发生器向主机提供时钟信号。

3.2显示部件设计

如图所示由8个共阴极的数码管组成时、分、秒和分隔符的显示。

P0口的8条数据线P0.0至P0.7分别与74LS245的A口对应相接，增大AT89C51的带负载能力；P3口对应接八个数码管的公共端，通过程序控制数码管的亮与灭，这

样通过P0口送出一个存储单元的高位、低位BCD显示代码，通过P3口送出扫描选通代码轮流点亮LED1至LED8，就会将要显示的数据在数码管中显示出来。

从P0口输出的代码是BCD码，从P3口输出的就是位选码。

这是扫描显示原理。

3.3驱动部件设计

本设计的驱动电路采用74LS164，74LS164是最常见的移位寄存器，移位寄存器是暂时记忆数据的“寄存器”，其特征是具有将数据向左或向右移动的功能。

移位寄存器有各种形式。

按存数据的位数有4位、8位等，按“输入/输出数据”形式有“串