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简易电子时钟设计.pdf
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基于单片机的简易电子时钟设计
1 设计任务与要求
1.1 设计背景
数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及办公室
等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路
技术的开展和采用了先进的石英技术,使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便
等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成
的数字钟集成电路芯片出售,价格廉价、使用也方便,但鉴于单片机的定时器功能也
可以完成数字钟电路的设计,因此进展数字钟的设计是必要的。在这里我们将已学过
的比拟零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际,来培养我们的综合
分析和设计电路,写程序、调试电路的能力。
单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点,不仅已成为工业
测控领域普遍采用的智能化控制工具,而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落,
有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代,应用前景广阔。
1.2 课程设计目的
(1)稳固、加深和扩大单片机应用的知识面,提高综合及灵活运用所学知识解决工
业控制的能力;
(2)培养针对课题需要,选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力,提高
组成系统、编程、调试的动手能力;
(3)过对课题设计方案的分析、选择、比拟、熟悉单片机用系统开发、研制的过程,
软硬件设计的方法、内容及步骤。
1.3 设计要求
1〕.时制式为 24 小时制。
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2〕.采用 LED 数码管显示时、分,秒采用数字显示。
3〕.具有方便的时间调校功能。
4〕.计时稳定度高,可准确校正计时精度。
2 总体方案设计
2.1 实现时钟计时的根本方法
利用 MCS-51 系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。
(1) 计数初值计算:
把定时器设为工作方式 1,定时时间为 50ms,那么计数溢出 20 次即得时钟计时最小单
2.4.1 计时方案
利用 AT89S51 单片机内部的定时/计数器进展中断时,配合软件延时实现时、分、
秒的计时。该方案节省硬件本钱,且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设
计方面得到锻炼与提高,对单片机的指令系统能有更深入的了解,从而对学好单片机
技术这门课程起到一定的作用。
2.4.2 控制方案
AT89S51 的 P0 口和 P2 口外接由八个 LED 数码管(LED8~LED1)构成的显示器,
用 P0 口作 LED 的段码输出口,P2 口作八个 LED 数码管的位控输出线,P1 口外接四
个按键 A、B、C 构成键盘电路。
AT89S51 是一种低功耗,高性能的 CMOS 8 位微型计算机。它带有 8K Flash 可
编程和擦除的只读存储器〔EPROM〕,该器件采用 ATMEL 的高密度非易失性存储
器技术制造,与工业上标准的 80C51 和 80C52 的指令系统及引脚兼容,片内 Flash 集
成在一个芯片上,可用与解决复杂的问题,且本钱较低。简易电子钟的功能不复杂,
采用其现有的 I/O 便可完成,所以本设计中采用此的设计方案。
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3 系统硬件电路设计
根据以上的电子时钟的设计要求可以分为以下的几个硬件电路模块:单片机模
块、数码显示模块与按键模块,模块之间的关系图如下面得方框电路图 1 所示。
图 1 硬件电路方框图
3.1 单片机模块设计
3.1.1 芯片分析
AT89C51 单片机引脚图如下:
图 2 AT89C51 引脚图
MCS-51 单片机是标准的 40 引脚双列直插式集成电路芯片,其各引脚功能如下:
VCC:+5V 电源。
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