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1、指导教师： 杨国庆 完成时间： 2013.9.20 课程设计任务书一、基本情况 学时：2周 学分：2学分 适应班级：自动化10二、课程设计的意义、性质、目标、要求1意义课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非常必要的。2性质课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合单片机课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。3目标通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计

2、、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。4要求（1）课程设计的基本要求单片机课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。（2）课程设计的教学要求单片机课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全

3、班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（两周）累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。课程设计的任务相对分散，每35名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。三、课程设计题目及设计过程其中硬件由AT89S51单片机、六位LED驱动及显示电路、独

4、立式键盘电路、蜂鸣器组成，其中显示采用动态显。时钟的定时用定时器T0以50MS中断20次，从而实现一秒准确记时。秒表的定时用定时器T1以10ms 中断1次记时。精度达到0.01秒。键盘将采用查询的方式判别。最终成品是以可整电报时，调时，省电模式的时钟为主体，另外还可切换到秒表的电子钟系统。设计并制作有如下功能的电子时钟：1）时钟功能利用单片机片内定时器（如T0）产生1s计时，自行设定时钟计数单元地址，包括秒单元、分单元、时单元，最大计数值为23时59分59秒。用6位LED数码管显示时、分、秒，以24时计时方式运行； 使用按键可实现时、分调整，可增加“熄灭符”用于时间调整时的闪烁功能2）整点报时

5、功能可通过软件查询判断时钟是否到整点，如果到了，进一步判断几点，并驱动蜂鸣器想几下，能整点提醒（短蜂鸣，次数代表整点时间）四、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范报告书用A4纸书写，装订成册。设计报告的格式如下： 1、封面 2、内容提要（摘要） 3、目录 4、正文（1） 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能； （2） 硬件电路设计及描述；1）确定元器件的型号及参数。2）画出完整的原理图。3）列出元器件清单。 （3） 软件设计流程及描述； 5、心得体会（总结）6、参考文献 7、附录（源程序代码

6、）8、有关图纸五、进度安排单片机课程设计共安排2周，合计80学时，具体分配如下：实习动员及准备工作： 2学时总体方案设计： 10学时硬件设计： 16学时软件设计： 20学时撰写设计报告： 12学时答辩与总结： 8学时教师辅导： 12学时六、考核方法单片机课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。 考核分三个方面进行：平时表现20%；设计过程25%；设计报告 40%；设计答辩15%。有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理： 1、设计期间累计迟

7、到、早退达8次；2、设计期间累计旷课达6节； 3、设计报告雷同率超过50%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要求。摘要数字电子时钟电路设计系统，以AT89C51单片机为控制核心，由键盘显示、LED共阴极数码管和LED显示等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对时间显示进行了重点设计。本系统大部分功能由软件来实现，吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通.过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。本文首先对基础电路进行介绍，通过对按键输入电路、时钟电路、复位电路、蜂鸣器驱动电路、显示电路、LED段码驱动电路等知识的学习，加深了对电子时钟的认识。让后利用汇编语言进行编程，控制时钟

8、的正常运行，最终完成了设计。本文讨论的单片机多功能时钟系统的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机，配置了外围结构，构成了一个可编程的及时定时系统，具有体积小，可靠性能高，功能多等特点，不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供扩展，有广泛的应用领域。关键词：单片机，电子时钟，汇编语言第1章 绪 论1.1 课题背景单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48,开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公

9、自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。单片机有两种结构：一种是在通用微型计算机中广泛采用的，程序存储器和数据存储器共用一个存储器空间的结构，称为“冯诺依曼”结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为“哈佛”结构，目前的单片机采用此种结构较多。本文讨论的单片机多功能时钟系统的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机，配置了外围结构，构成了一个可编程的及时定时系统，具有体积小，可靠性能高，功能多等特点，不仅能满足所需要求并且还有功能可供扩展，有着广泛的应用领域。1.2 单片机简介在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路的设计和软件的设计，让单片机得到了广泛

10、的应用，几乎是从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用。单片机小的系统结构几乎是所有具有可编程硬件的一个缩影，可谓是“麻雀虽小，肝胆俱全”，单片机的学习和研究是对微机系统学习和研究的简捷途径。1.2.1 单片机的分类从市场上看到的AVR系列和PIC系列单片机是怎么回事？以便让大家对单片机的发展有一个较全面的认识。在没有学习单片机之前，这是一个令很多初学者非常困惑的问题，这么多的单片机我该先学哪一种呢？AVR系列单片机也是ATMEL公司生产的一种8位单片机，它采用的是一种叫RISC（精简指令集单片机）的结构，所以它的技术和51系列有所不同，开发设备也和51系列是不通用的，它的

11、一条指令的运行速度可以达到纳秒级（即每秒1000000000次），是8位单片机中的高端产品。由于它的出色性能，目前应用范围越来越广，大有取代51系列的趋势，所以学完了51系列的，看来必须学会AVR的才行。说完了AVR的，再来说说另一种-PIC系列单片机，它是美国MICROCHIP公司，叫微芯公司的生产的另一种8位单片机，它采用的也是RISC的指令集，它的指令系统和开发工具与51系列更是不同，但由于它的低价格和出色性能，目前国内使用的人越来越多，国内也有很多的公司在推广它，不过它的影响力远没有51系列的大，所以作为初学者，51系列当然是首选。以上几种只是比较多见的系列，其实世界上还有许多的公司生

12、产各种各样的单片机，比如：MOTOROLA的MC68H系列（老牌的单片机），TI的MSP430C系列（极低功耗的单片机），还有日本的TOSHIBA，日立的HITACH，德国的西门子SIEMENS等等，它们都有各自的结构体系，并不与51系列兼容1。1.2.2 单片机的发展状况计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展，这三个方向就是：巨型化，单片化，网络化。单片机用以解决复杂系统计算和高速数据处理的仍然是巨型机在起作用，故而，巨型机在目前在朝高速及处理能力的方向努力。单片机在出现时，Intel公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器（embedded microcontroller）。单片机的最明显的优

13、势，就是可以嵌入到各种仪器、设备中。这一点是巨型机和网络不可能做到的。在本文，介绍单片机的最新技术进步，包括数字单片机的工艺及技术，模糊单片机的工艺及技术，单片机的可靠性技术，以及以单片机为核心的嵌入式系统。数字单片机的技术发展 数字单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面，较为典型地说明了数字单片机的水平。在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高。下面分别就这四个方面说明单片机的技术进步状况。1.2.3 应用前景观察之前几年以来各家厂商的销售地区比重，可以发现中国大陆市场比重逐渐提升，台湾与北美市场则逐渐衰退， 主要原因在于多项产品制造

14、基地转移至大陆，MCU在大陆的需求也随之提升。销货至大陆的MCU产品，多应用于 电话、Caller ID、玩具与LCD等产品，预计在未来，销货至大陆的比重仍将持续增加。在中国产品应用领域可分 为五大项目，包括电脑周边（高速Modem、DSC、NB中的电源管理等）、通讯产业、消费性产品（家电、冷气等）、 车用市场（定速器、控制器、防盗器）及工业上的应用。有部分厂家将特别瞄准消费性产品市场，如Audio方式 将朝多媒体MP3解决方案前进，另外在PC连结应用上，包括无线、网路及标准应用产品，都会有一系列产品推出。另外在电源系统应用方面，在UPS（不间断供电系统）、Server Power（伺服器电源）、Charger（充电器）等应用上；以及 在周边应用领域方面，针对Game Device、记忆卡、读卡机、及Pen Drive（随身碟）等应用上。逻辑IC包括 微处理器（MPU）、微控制器（MCU）、特殊应用IC（ASIC）、可程式逻辑元件（PLD）以及一般的标准应用IC（ASSP）等，不同的逻辑IC有其发展方向，而MCU产品则朝向整合型产业发展。第2章 系统方案设计2.1 设计思路2.2 设计要求利用单片机片内定时器（如T0）产生1s计时，自行设定时钟计数单元地址，包括秒单元、分单元、时单元，最大