基于单片机的电子钟设计.doc

本 科 课 程 设 计 题 目： 高仿真数码管电子钟 院 系： 管理科学与工程学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： **** 学 号： *** 指导教师： *** 二〇一〇 年 十月 高仿真数码管电子钟 2 摘要 2 1 引言 3 1.1 本系统研究的背景和意义 3 1.2 本系统主要研究内容 4 2 系统总体设计 4 2.1 系统设计方案与论证 4 2.11 FPGA设计方案 5 2.12 NE555时基电路设计方案 5 2.13单片机设计方案 5 2.14最终设计方案 6 2.2 系统总体结构图 6 3 系统硬件设计 6 3.1 芯片介绍 6 3.11 8051单片机简单介绍 6 3.12 74LS138 3-8译码器介绍 9 3.2 系统硬件原理图 11 3.3复位模块 11 3.4按键模块 12 3.5显示驱动模块 13 4 系统软件设计 13 4.1 系统软件总体设计 13 4.2 中断子程序 13 4.3按键扫描子程序 14 5 系统调试 15 5.1 硬件调试 15 5.2 软件调试 15 6 结论 15 参考文献 17 附录 18 致谢 23 高仿真数码管电子钟 摘要 电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面 友好、可拓展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。 本文主要为实现一款可正常显示时间、带有制调整、带有显示以及时间校准 功能的一款基于单片机仿真的多功能电子钟。 本文对当前的电子钟开发手段进行了比较与分析，最终确定了采用单片机技术实现高仿 真电子钟的设计。本设计采用芯片作为核心，采用外部时钟脉冲定时，用软 件自带的电子钟组件实现高度仿真的显示效果。软件部分主要采用简单且流通性强的 语言编写实现。这种高度仿真的电子钟具有电路简单，读取方便、显示直观、功能多样 、时间精度较高、操作简单、编程容易成本低廉等诸多优点。 本次设计主要是用电路软件实现了高仿真数码管电子钟的仿真。稍加改装，增加部 分功能所生产出的实际产品即可应用于一般的生活和工作中，从而给人们的生活和生产 带来便利，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 关键词：电子钟、单片机、、 1 引言 时间是人类生活必不可少的重要元素，如果没有时间的概念，社会将不会有所发展和进 步。从古代的铜壶滴漏、十二天干地支，到后来的机械钟表以及当今的石英钟，都充分 显现了时间的重要，同时也代表着科技的进步。致力于计时器的研究和充分发挥时钟的 作用，将有着主要的意义。 1.1 本系统研究的背景和意义 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到了社 会的各个领域，有利的推动和提高了社会生产力的发展与信息化程度，同时也使现代电 子产品性能进一步提升，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂容易使人忘记当前的时间。然而 遇到重大事情的时候，一旦忘记时间，就会给自己或他人造成很大麻烦。平时我们要求 上班准时，约会或召开会议要提前时间；火车要准时到达，航班准时起飞；工业生产中 ，很多环节都需要用时间来确定工序替换时刻。所以说能随时准确知道时间并利用时间 ，是我们生活和工作中必不可少的。 电子钟是采用电子电路实现对时分秒进行数字显示的及时装置，广泛应用于个人家庭 ，车站，码头办公室等办公场所。由于数字集成电路的发展，使得数字钟的精度远远超 过老式机械钟表，钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，而且大大的扩展 了原先钟表的功能。诸如定时自动报警、0按时自动打铃、定时广播、自动启闭路灯、定 时开关烘箱、通断电力设备，设置各种定时电气的自动启用等，所有这些都已钟表数字 化为基础的，因此，研究数字电子钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 1.2 本系统主要研究内容 本设计采用芯片作为核心，采用外部时钟脉冲定时，用软件自带的电子钟 组件实现高度仿真的显示效果。 本次设计的电子钟主要研究内容： （1）研究电子时钟的原理与实现方法 （2）51单片机的原理与应用 （3）构思基于单片机的高仿真电子时钟的实现方案 （4）熟悉运用C51单片机语言编写软件系统 （5）熟悉运用Keil C软件与Proteus软件仿真和调试系统 2 系统总体设计 2.1 系统设计方案与论证 电子时钟既可以通过纯硬件实现，也可以通过软硬件结合实现，根据电子时钟里的核心 部件——秒信号的产生原理，通常有以下三种形式： 2.11 FPGA设计方案 现场可编程门阵列（即FPGA）是20世纪70年代发展起来的一种可编程逻辑器件，是目 前数字系统设计的主要硬件基础。 FPGA在设计过程中方便、快捷，而且FPGA技术功能强大，能够应用其制作诸如基代码 发生器、数字频率计、电子琴、电梯控制器、自动售货机控制系统、多功