基于单片机的电子时钟设计.docx

基于单片机的电子时钟设计.docx

《基于单片机的电子时钟设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的电子时钟设计.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于单片机的电子时钟设计

本科生毕业论文（设计）

基于单片机的电子时钟设计

独创性声明

本人郑重声明：

所呈交的毕业设计是本人在指导教师指导下取得的研究功效。

除文中专门加以注释和致谢的地址外，设计中不包括其他人已经发表或撰写的研究功效。

与本研究功效相关的所有人所做出的任何奉献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：

　　年　　月　　日

授权声明

本人完全了解许昌学院有关保留、利用本科生毕业设计的规定，即：

有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，许诺毕业设计被查阅和借阅。

本人授权许昌学院能够将毕业设计的全数或部份内容编入有关数据库进行检索，能够采纳影印、缩印或扫描等复制手腕保留、汇编设计。

本人设计中有原创性数据需要保密的部份为（如没有，请填写“无”）：

签名：

　　年　　月　　日

指导教师签名：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　　月　　日

摘要

本文详细介绍了51单片机应用的数据转换显示,动态扫描显示原理，单片机的按时中断原理、从而达到学习，了解单片机相关指令在各方面的应用。

电子时钟系统由AT89C51、LCD显示器、按键、二极管等部份组成，能实现日历的功能,能进行时、分、秒的显示，也具有日历计算、显示、校准、定不时刻的设定、温度显示，实现三路开关按时输出等功能。

关键词：

电子时钟；单片机

ABSTRACT

Inthispaper,detailedinformationontheapplicationof51displaydataconversion,digitaldisplayprinciple,dynamicscanshowstheprincipleoftiminginterruptionprinciple,toachievethelearningandunderstandingofinstructioninallaspectsrelatedtotheapplication.ElectronicclocksystemconsistsofAT89C51,LCDdigitaltubes,buttons,diodesandothercomponents,toachievethefunctionofthecalendar,canbehours,minutesandsecondshasacalendarcalculation,displayandclock,acalendarofthecalibration,setthetimefromtimetotime、temperaturedisplay,therealizationofoutputfunctions.

Keywords:

electronicclock；SingleChipMicrocomputer

1绪论1

课题研究的目的和意义1

电子时钟进展动态1

2电子时钟设计硬件结构2

单片机简介2

单片机的大体概念2

单片机的工作原理2

AT89C51简介4

DS1302简介6

温度传感器DS18B20简介6

DS18B20的性能特点7

DS18B20与单片机的接口电路7

LCD显示7

电子时钟的原理图8

3电子时钟软件设计9

程序设计思想和相关指令介绍9

计时功能的实现与中断效劳程序9

时钟误差分析10

时刻操纵功能与比较指令10

程序电路图10

程序流程图10

按时中断流程图11

调时功能流程图13

4电子时钟软件仿真14

介绍14

ProteusISIS的仿真步骤14

KeiluVision2调试软件15

电子时钟仿真及其结果17

总结20

参考文献21

附录22

致谢31

1绪论

随着现代技术的进展，尤其是数字技术的进展，用数字电路技术实现电子时钟变得愈来愈重要，而且切近咱们的实际生活。

在现代社会各领域中，普遍需要各类不同的按时系统，来完成按时操作功能。

用单片机实现按时操纵，是当前实时操纵的进展方向。

而一些按时系统只能知足特定的需要，而定不时刻是由研发者依照用户需要输入到系统存储器中的，在利用顶用户无法更改。

本系统采纳通用单片机按时系统，具有很强的通用性，有效性．而且其定不时刻能够依照需要，由用户任意更改，而且能够设定多个定不时刻，极大地址便了利用者。

系统选用单片开发机。

具有体积小、电路简单、操作便利、价钱低廉、运用灵活、利用方便等特点。

系统中，定不时刻抵达时将相应的LED灯点亮，此功能也可变成其他功能从而应用到更普遍的领域．例如：

按时开启电源、打开阀门自动浇水等。

课题研究的目的和意义

数字电子时钟是一个无处不在的电子产品，通过量年的进展技术已经相当做熟了，目前普遍应用的电子时钟大多用AT89C51单片机为核心部件制作的，能够实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示，通过扩展可实现对电子钟所在地址的温度显示和智能闹钟功能，普遍应用于车站、医院、机场等公开场合的时刻显示。

与机械钟表和3V电源半机械钟表相较，数字电子钟有时刻精准、减少汞电池的利用等优势。

本课题将通过对市场上的电子时钟的研究，制作一个以AT89C51单片机为核心操纵部件的数字式电子时钟，该时钟具有显示年、月、日、时、分、秒，正点报时，温度显示等功能，能够令人们在取得准确时刻显示的同时提示接下来的时刻安排，方便人们的生活。

电子时钟进展动态

二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品确实是电子时钟，它是近代世界钟表业界的第三次革命。

第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳固的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品确实是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。

第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。

第三次革命确实是单片机数码计时技术的应用（电子时钟），从原有传统指针计时的方式进展为人们日常更为熟悉的数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、礼拜、温度和其改日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求。

电子时钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相较，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优势，因此取得普遍应用。

随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合能够看到数字电子时钟。

在城市的要紧营业场所、车站、码头等公开场合利用LCD数字电子钟已经成为一种时尚，但目前市场上各式各样的LCD数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点，因此有必要对数字电子钟进行改良。

2电子时钟设计硬件结构

单片机简介

2.1.1单片机的大体概念

单片机，是集CPU，ROM，RAM，计数和多种接口于一体的微操纵器。

自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价钱比，受到人们的重视和关注。

它体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高，价钱低廉、靠得住性高、灵话性好、开发较为容易，普遍应用于智能生产和工业自动化上。

单片微型运算机（Single-ChipMicrocomputer），简称单片机。

确实是将微处置器（CPU），存储器（寄存程序或数据的ROM和RAM），总线，按时器/计数器，输入/输出接口（I/O口）和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型运算机。

由于单片机的重要应用领域为智能化电子产品。

2.1.2单片机的工作原理

　　单片机自动完成给予它的任务的进程，也确实是单片机执行程序的进程，即一条条执行的指令的进程，所谓指令确实是把要求单片机执行的各类操作用命令的形式写下来，一条指令对应着一种大体操作；单片机所能执行的全数指令，确实是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。

为使单片性能自动完成某一特定任务，把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必需是选定单片性能识别和执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先寄存在具有存储功能的部件——存储器中。

存储器由许多存储单元（最小的存储单位）组成，指令就寄存在这些单元里，单元里的指令掏出并执行就像大楼房的每一个房间的被分派到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必需被分派到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，如此只要明白了存储单元的地址，就能够够找到那个存储单元，其中存储的指令就能够够被掏出，然后再被执行。

　　程序一般是顺序执行的，因此程序中的指令也是一条条顺序寄存的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条掏出并加以执行，必需有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件确实是程序计数器PC（包括在CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC在中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行，单片机的芯片如2-1所示。

图2-1单片机芯片

单片机是靠程序运行的，而且能够修改。

通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费专门大力气才能做到的，有些那么是花大力气也很难做到的。

一个不是很复杂的功能若是用美国50年代开发的74系列，或60年代的CD4000系列这些纯硬件来弄定的话，电路是一块大PCB板,可是若是若是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别,因为单片机的通过你编写的程序能够实现高智能、高效率、和高靠得住性。

由于单片机对本钱是灵敏的，因此目前占统治地位的软件仍是最低级汇编语言，它是除二进制机械码以上最低级的语言了，既然这么低级什么缘故还要用呢？

很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平什么缘故不用呢？

缘故很简单，确实是单片机没有家用运算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。

一个可视化高级语言编写的小程序里面即便只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸,关于家用PC的硬盘来讲没什么，可是关于单片机来讲是不能同意的。

单片机在硬件资源方面的利用率必需很高才行，因此汇编尽管原始却仍是在大量利用。

AT89C51简介

AT89C51是一种4K字节闪存可编程可擦除只读存储（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处置器，俗称单片机。

AT89C52是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器能够反复擦除1000次。

该器件采纳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AT89C51是一种高效微操纵器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C51单片机为很多嵌入式操纵系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，外形及引脚排列如图2-2所示。

图2-2AT89C51引脚图

　VCC：

供电电压。

　　GND：

接地。

　　P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P0口的管脚第一次写1时，被概念为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它能够被概念为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，现在P0外部必需被拉高。

　　P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外手下拉为低电平常，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为八位地址接收。