基于51单片机时分秒显示.docx
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基于51单片机时分秒显示
福建农林大学金山学院
《电子器件设计与制作》
课程设计报告
设计题目基于51单片机的时分秒显示
专业年级 12电子科学与技术
姓 名
学 号 126711029
成 绩
2015年5月1日
目录
前言1
§1设计要求1
§2总体设计过程1
2.1使用的仪器与器材1
2.1.1电路系统框图2
2.1.2系统硬件概述2
2.2电路图（外设部分）2
2.2.174LS138译码器2
2.2.274LS138译码器工作方式4
2.3数码管的结构与工作原理5
§3工作原理5
§4原理图和PCB图6
§5仿真实验7
§6电路板制作8
§7感想与体会8
§8完成效果图9
§9参考文献10
§9附录11
万年历设计
前言
电子万年历是一种日常计时工具，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。
数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒，还具有时间校准等功能。
本设计要实现硬件与软件两方面的同步设计。
硬件部分主要由AT89C51单片机、74LS138芯片和数码管组成。
AT89C51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合，74LS138芯片实现端口扩展和数码管实现显示。
软件方面主要包括时间调整程序和显示程序。
设计中直接采用单片机的定时计数器来提供秒信号，从而实现时、分、秒计数。
程序采用C语言或者汇编语言编写，所有程序编写完成后，首先在KeiluVision3软件中进行调试，然后在Poteus软件中仿真成功，最后通过STC_ISP_V4.80下载到单片机内进行检验，从而完成此次电子万年历的设计。
一、要求
1、设计任务
以AT89C51单片机控制的时钟，在数码管上显示当前的时间。
2、设计要求
2.1使用数码管显示当前时间，显示格式为“时时－分分－秒秒”,并且误差需要在一定范围之内。
2.2在proteus软件中仿真成功。
2.3下载到单片机内现场检验。
2.4熟悉手工制版的过程
二、总体设计过程
1.使用的仪器与器材
51开发板1个，4位八段共阴数码2个，74LS138芯片一个，导线（1梱），排针等。
2.1.1电路系统框图
AT89C52
主控制模块
2.1.2系统硬件概述
本电路是由AT89C51单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作。
设计中直接采用单片机的定时计数器作为秒信号，从而实现对时、分、秒的计时，74LS138芯片扩展51芯片的端口，使得释放出更多的空闲端口和八位数码管完成显示功能。
2.2电路图（外设部分）
2.2.174LS138译码器
图174LS138管脚图
74LS138为3线－8线译码器，共有54/74S138和54/74LS138两种线路结构型式，其工作原理如下：
当一个选通端（S1）为高电平，另两个选通端（/S2）和/S3））为低电平时，可将地址端（A０、Ａ1、Ａ２）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
表13线-8线译码器74LS138的真值表
74LS138译码器的接线图
2.2.274LS138译码器工作方式
（74LS138 为3线－8线译码器）
真值表
1.当S1＝1、
时，译码器处于工作状态；当S1＝
时，译码器处于禁止状态。
2.A2、A1、A0为二进制译码输入端，
为译码输出端（低电平有效）。
A0,A1,A2来控制Y0到Y7之间哪个引脚提供（高）电平来控制显示哪一个位数
2.3数码管的结构与工作原理
我们选用的是4位8段共阴数码管。
A1到A4给予（低）电平控制需要显示的位数A,b,c,d,e,f,g,给予（高）电平控制单个位数现实的数字Dp给予（高）电平控制小数点的显示
三、电路的工作原理
直接将数码管的8个段选接出，直接由单片机控制，位选由译码器控制
四、原理图和PCB图
4.1原理图：
原理图
4.2PCB图：
PCB图
五、仿真实验
六、电路板的制作
61打印电路板。
将绘制好的电路板用转印纸打印出来滑的一面面向自己，打印两张电路板，即一张纸上打印两张电路板。
在其中选择打印效果最好的制作线路板。
6.2裁剪覆铜板。
将覆铜板裁成电路板的大小，不要过大，以节约材料。
6.3预处理覆铜板。
用细砂纸把覆铜板表面的氧化层打磨掉，以保证在转印电路板时，热转印纸上的碳粉能牢固的印在覆铜板上，打磨好的标准是板面光亮，没有明显污渍。
6.4转印电路板
把印有电路板的一面贴在覆铜板上，对齐好后把覆铜板放入热转印机，放入时保证转印纸没有错位。
一般来说经过6-7次转印，热转印机事先就已经预热，温度设定在160-200摄氏度。
6.5腐蚀线路板
检查一下电路板是否转印完整，若有少数没有转印好的地方可以用黑色油性笔修补。
然后拿一个脸盆，在脸盆中放入适当的三氯化铁粉末，用开水化开三氯化铁液体。
把覆铜放入溶液中腐蚀。
等线路板上暴露的铜膜完全被腐蚀掉时，将线路板从腐蚀液中取出清洗干净。
用砂纸清理覆铜表面碳粉或黑色油性笔笔迹。
6.6线路板钻孔
选择合适的钻针，按稳线路板，用便携式台钻对线路板进行钻孔。
在使用钻机钻孔时，钻机速度不能开的过慢。
七、感想与体会
通过对这款基于89C51的万年历及温度显示器的设计，让我更加了解了单片机89C51、时钟芯片74LS138、数码管的原理及使用，更加深刻体会到单片机的神奇。
单片机的智能化控制，在我们生活周围无处不在，使我们的生活更加智能化、便捷化。
在设计过程中，我查阅了很多的相关资料，对89C51有了更加深刻的认识，同时对于更加深入的研究单片机有了更强的兴趣。
这款基于89C51的万年历，虽然其功能相对而言，可能很简单，但能解决人们现实生活中的实际问题。
在设计过程中，软件设计相对而言，更加的复杂与困难，锻炼了我的逻辑思维能力。
通过查阅资料，培养了我的自学能力，并且引导一种创新思维，把学到的知识应用到日常生活当中。
在设计的过程中，我不断的学习、思考，和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难。
通过此设计，我掌握了单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累了一定的设计系统经，充分使教学与实践相结合，提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。
八、完成效果图
九、参考文献
[1].谢嘉奎主编《电子线路非线性部分（第四版）》高等教育出版社2000年5月第4版
[2].张肃文陆兆熊编《高频电子线路（第三版）》高等教育出版社
[3]《单片机原理及应用》张毅刚彭善元编著高等教育出版社
[4]DS18B20及高精度温度测量的实现[J]贾振国电子工业出版社
[5] 朱承高.电工及电子技术手册［Ｍ］.北京：
高等教育出版社，1990
[6] 阎石.数字电子技术基础（第三版）［Ｍ］.北京：
高等教育出版社，1989
附录
*projectfor80C51八段管点亮
*madebyChen_c
************************/
/*****************************************
*这次的八段管程序设计以“C”语言语法作为根基，
引入了C++的面向性设计思想，把需要的变量，与函数指针作为成员
非指针变量作为成员，函数指针通过初始化指向特定函数，作为结构体的方法
八段管的设计，需要时分秒三个变量，由于80C51的驱动能力有限，又加上我们做的是外设，
所以我引入了其余六个变量防止出现重影
******************************************************/
#include
/*宏定义:
把Open_Light作为IO口P2的使用方法*/
#defineOpen_LightP2
/*吧Light作为P0的使用的接口*/
#defineLightP0
#defineLight_twoP1
/*声明一个结构体*/
structTime_show{
inta,b,c,d,e,f;
intshi;
intfen;
intmiao;
void（*init_struct）（structTime_show（*this））;
void（*decide_change）（structTime_show（*this））;
void（*change_value）（structTime_show（*this））;
};
voidinit_struct（structTime_show（*this））;
voidshow_time（structTime_show（*this））;
voiddecide_change（structTime_show（*this））;
voidchange_value（structTime_show（*this））;
voiddelay（void）;
voidinit（void）;
/*138译码器选择亮哪个灯*/
charxuan[]={0xff,0xfb,0xf7,0xf3,0xef,0xeb,0xe7,0xe3};
/*八段管选择亮的是哪个数字*/
charLight_Show[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
/*和上面相比多一个小数点*/
charLight_Point_Show[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};
//定义一个结构体
structTime_shownew_one;
intshi=23;
intfen=59;
intmiao=50;
inti=0;/*用来计数，一秒钟回0*/
intmain（void）
{
/*中断初始化*/
init（）;
//给结构体赋值
new_one.init_struct=init_struct;
new_one.decide_change=decide_change;
new_one.change_value=change_value;
/************************************/
/*初始化结构体*/
new_one.init_struct（&new_one）;
new_one.change_value（&new_one）;
/*循环语句
每次都显示时间*/
while
（1）{
show_time（&new_one）;
/*如果到大一分钟就清0然后改变结构体内部的值
*/
if（i>=100）{
i=0;
new_one.change_value（&new_one）;
new_one.decide_change（&new_one）;
}
}
return0;
}
//中断程序代码
//晶振的周期是12T
voidexter（void）interrupt1
{
TH0=（65535-10000）/256;
TL0=（65535-10000）%256;
i++;
}
/*延时函数*/
voiddelay（）
{
intf=100;
while（f--）;
}
//改变给赋值的IO口赋值的数据
voidchange_value（structTime_show（*this））
{
this->a=this->fen/10;
this->b=this->fen%10;
this->c=this->miao/10;
this->d=this->miao%10;
this->e=this->shi/10;
this->f=this->shi%10;
this->miao++;
}
//当时分秒达到极限的时候改变
voiddecide_change（structTime_show（*this））
{
if（this->miao>=60）{
this->miao=0;
this->fen++;
}
if（this->fen>=60）{
this->shi++;
this->fen=0;
}
if（this->shi==24）{
this->shi=0;
}
}
//给结构体内部的时分秒成员赋值
voidinit_struct（structTime_show（*this））
{
this->shi=shi;
this->fen=fen;
this->miao=miao;
}
/*给端口赋值，亮灯*/
voidshow_time（structTime_show（*this））
{
Open_Light=xuan[0];
Light=Light_Show[this->e];
Light_two=Light_Show[this->e];
delay（）;
Open_Light=xuan[1];
Light=Light_Show[this->f];
Light_two=Light_Show[this->f];
delay（）;
Open_Light=xuan[2];
Light=Light_Show[this->a];
Light_two=Light_Show[this->a];
delay（）;
Open_Light=xuan[3];
Light=Light_Show[this->b];
Light_two=Light_Show[this->b];
delay（）;
Open_Light=xuan[4];
Light=Light_Show[this->c];
Light_two=Light_Show[this->c];
delay（）;
Open_Light=xuan[5];
Light=Light_Show[this->d];
Light_two=Light_Show[this->d];
delay（）;
Open_Light=xuan[6];
Light=0x40;
delay（）;
Open_Light=xuan[7];
Light=0x40;
delay（）;
}
voidinit（void）
{
TMOD=0X01;
TH0=（65535-10000）/256;
TL0=（65535-10000）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
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