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本科毕设论文-—基于单片机的数字钟设计.doc
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本科毕设论文-—基于单片机的数字钟设计.doc
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基于单片机的数字钟设计
The design of digital clock based on signal-chip
computer
摘 要
基于单片机的定时和控制装置在许多行业有着广泛的应用,而数字钟是其中最
基本的,也是最具有代表性的一个例子。
在基于单片机系统的数字钟电路中,除了基本的单片机系统和外围电路外,还
需要外部的控制和显示装置。本电路主要以单片机 AT89S52 为核心而设计的,通
过单片机对信息的分析与处理,控制外围设备。系统由复位模块、时钟模块、温
度模块、音乐模块、光识模块及显示模块共六个模块组成,后来在时钟模块的基
础上又加载了日历、星期的模块。
本设计以单片机 AT89S52 为切入点,通过使用 AT89S52 的内部的可编程定时
器/计数器,结合对外接晶振的调节来确定一个合适的振荡周期,从而确定出内部
的机器周期。再通过对内部中断程序的设置来设计出时钟程序,即设计出了电子
时钟的核心。然后在核心电路的基础上设计出了相应的扩展电路,使本设计更加
实用。
关键词:单片机;数码显示;温度传感器
I
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师
的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以
标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究
成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而
使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均
已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名: 日 期:
指导教师签名: 日 期:
使用授权说明
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的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版
本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录
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保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全
部内容。
作者签名: 日 期:
II
目 录
1. 引言 ..............................................................................................................................1
2. 关于单片机 ..................................................................................................................2
2.1 单片机的发展 .....................................................................................................2
2.2 单片机的开发背景 ............................................................................................4
2.2 单片机的开发背景 ............................................................................................5
2.3 AT89S52 单片机 .................................................................................................6
2.3.1 AT89S52 单片机引脚功能 .........................................................................7
2.3.2 AT89S52 单片机硬件结构的特点 .............................................................8
2.3.3 AT89S52 单片机的硬件原理 ..................................................................10
3. 方案设计与论证 ........................................................................................................12
4. 系统总体结构框图 ....................................................................................................13
5. 系统的硬件设计 ........................................................................................................14
5.1 显示部分电路的设计 ......................................................................................14
5.1.1 LED 数码显示管的基本原理 ..................................................................14
5.1.2 数码管显示模块分析 .............................................................................14
5.1.3 LED 显示电路 ...........................................................................................15
5.2 控制部分电路的设计 ......................................................................................15
5.2.1 时钟模块 .................................................................................................15
5.2.2 温度模块 .................................................................................................16
5.2.3 音乐模块 .................................................................................................16
5.2.4 复位模块 .................................................................................................16
5.2.5 光识模块 .................................................................................................17
6. 系统的软件设计 ........................................................................................................18
6.1 各模块的程序设计 ..........................................................................................18
6.1.1 计时程序 .................................................................................................18
6.1.2 定时闹钟程序 .........................................................................................18
6.1.3 温度程序 .................................................................................................18
6.2 系统程序设计的总体框图 ..............................................................................19
7. 系统电路的制作与调试 ............................................................................................20
7.1 电路硬件焊接制作 ..........................................................................................20
III
7.2 调试的主要方法 ..............................................................................................20
7.3 系统调试 ..........................................................................................................20
7.3.1 硬件调试 .................................................................................................20
7.3.2 软件调试 .................................................................................................20
7.3.3 联机调试 .................................................................................................21
7.3.4 调试中遇到的问题及解决方法 ..............................................................21
结论 .................................................................................................................................23
参考文献 .........................................................................................................................24
附录 1 数字钟电路图 ..................................................................................................26
附录 2 程序清单 ..........................................................................................................27
附录 3 英文资料 ..........................................................................................................59
附录 4 英文资料翻译 ..................................................................................................69
致谢 .................................................................................................................................77
1
1. 引言
20 世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透
了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时
也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。
钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原
先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、
定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备,甚至各种定时电气的自动启用等,所
有这些,都是以钟表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现
实的意义。
基于单片机的定时和控制装置在许多行业有着广泛的应用,数字钟作为其中最基
本的一个应用实例,具有结构简单应用广泛的特点。数字钟中使用了单片机中最为常
用的输入输出设备按键开关和数码管;数字钟程序主要应用单片机的定时器和中断实
现计时和显示功能。当今数字种作为一个单元电路被广泛应用于电子表、电子万年历
等产品中,带来广泛的经济效益。
随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高,单片机还会不断产生新的
变化和进步。在不久的将来,最终单片机与微机系统之间的距离越来越小,甚至难以
辨认。
2. 方案设计与论证
按照系统设计功能的要求,初步确定设计系统由复位模块、时钟模块、音乐模块、
光识模块及显示模块共五个模块组成,后来在时钟模块的基础上又加载了日历、星期
的模块,为了使本设计中的数字钟的功能更加完善和强大,最后又将温度显示加入了
设计方案中。
首先以单片机 AT89S52 为入手点,通过使用 AT89S52 的内部的可编程定时器/计
数器,结合对外接晶振的调节来确定一个合适的振荡周期,从而确定出内部的机器周
期。再通过对内部中断程序的设置来设计出时钟程序,即设计出了电子时钟的核心。
根据题目的要求,我设计了以下方案:
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