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简单控制系统设计与实现学年设计任务书
学 院
计算机与信息工程学院
专 业
网络工程
课程名称
简单控制系统设计与实现
学年设计
题 目
LCD 显示的电子时钟设
计
完成期限
自 2015 年 6 月 25 日至 2015 年 7 月 10 日共 2 周
内
容
及
任
务
一、项目的目的
进一步巩固已学习的理论知识,理论联系实践,增强动协作能
力,运用所学知识解决实际生活中遇到的问题,使学生具有初步的
单片机系统设计与应用能力。
(1) 综合运用《单片机原理与应用》、《数字电路》等课程的内
容,为以后的工作奠定基础。
(2) 学会使用 PROTEUS 和 KEIL 等软件。
(3) 了解单片机开发全过程。
二、项目任务的主要内容和要求
使用文字型 LCD 显示器显示当前时间,显示格式为“时时:分
分:秒秒”。用 4 个功能键操作来设置当前时间。功能键 K1~K4
功能如下。K1——进入设置现在的时间。K2——设置小时。K3——
设置分钟。K4——确认完成设置。程序执行后工作指示灯 LED 闪
烁,表示程序开始执行,LCD 显示“00:00:00”,然后开始计时。
三、项目设计(研究)思路
(1)查找与 LCD 显示的电子时钟设计设计相关的文献资料。
(2)根据所查阅的文献资料,完成系统的总体设计方案,并根据
设计要求进行单片机等硬件芯片的选型。
(3)根据系统的总体设计方案,完成硬件电路接口连接和软件模
块的设计,硬件电路接口连接主要是电子时钟接口电路连接、单片
机最小系统等,软件主要包括显示模块、控制模块等。
(5)在软硬件设计好的基础上,进行软硬件的调试。并进行实物
连接。

四、具体成果形式和要求
基于单片机的 LCD 显示的电子时钟设计系统一份。
学年设计报告一份。
起止日期
工作内容
2015.6.25~2015.6.30
搜集资料,构建主体思路,绘制仿真电路图。
2015.7.1~2015.7.5
编写代码并调试。
进
度
安
排
2015.7.5~2015.7.10
在单片机中写入程序,准备文档。
主
要
参
考
资
料
[1].刘同法,陈忠平. 单片机基础与最小系统[M]. 北京航空航天大
学出版社,2007.
[2].张毅刚. 单片机原理与应用[M]. 高等教育出版社,2009.
[3].马忠梅等. 单片机的 C 语言应用程序设计[M]. 北京航空航天大
学出版社,2003.
[4].李全利,迟荣强. 单片机原理及接口技术[M]. 高等教育出版社,
2004.
指导教师
意见
(签字): 年 月 日
系(教研室)
主任意见
(签字): 年 月 日

简单控制系统设计与实现学年设计说明书
学院名称: 计算机与信息工程学院
班级名称:
学生姓名:
学 号:
题 目: LCD 显示的电子时钟设计
指导教师
姓 名:
起止日期: 2015.6.25~2015.7.10

第一部分:正文部分
一、选题背景
当今时代是一个知识爆炸的时代,新科技、新技术、新产品层出不穷,电子
技术的发展尤为迅速,它充斥在我们的日常生活中。随着科学技术的发展和社会
的进步,单片机已成为当今计算机应用中空前活跃的领域,人们对数字钟的要求
也越来越高,传统的时钟已经不能满足人们的需求。数字电子时钟是采用数字电
路实现对时,分,秒数字显示的装置,广泛应用于车站,码头和办公室等公共场
所,成为人们生活中不可或缺的必需品,研究数字时钟及扩大其应用,对现实生
活有极其重要的意义。
单片机的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设
计方法。从前必须由模拟电路和数字电路实现的大部分功能,现在单片机通过软
件就可以实现了,这种软件代替硬件的控制技术又叫做微控制技术,是传统控制
技术的一次革命。而单片机模块中最常见的数字时钟相对机械时钟来说,有更高
的准确性和直观性,且更方便更快捷,使用寿命也远远大于机械时钟,所以得到
广泛的应用。
二、设计理念
本次设计以 AT89C51 单片机为核心,通过编写时钟程序,实现在 LCD 上的
显示。此编程的核心在于定时器中断及循环往复判断是否有按键操作,而且每个
按键的操作都会在 LCD 显示器上做出相应的反应。
本次设计采用的方案完全用软件实现数字时钟,原理:在单片机内部存储器
设三个字节分别时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现 1 秒定时中
断,每产生一次中断,存储器内相应的秒值加 1;若秒值达到 60,则将其清零,
并将相应的分字节加 1;若分值达到 60,则将其清零,并将相应的时字节加 1;
若时值达到 24,则将其清零。该方案的特点是硬件电路简单,缺点是在每次执
行程序时,都要对定时器重新赋值,因此该时钟精度不高。并且程序的执行与时
钟的显示是同步进行的,当程序不执行时,时钟也会停止工作。
三、电路硬件设计部分

3.1 基于单片机的电子时钟基本框图
基于单片机电子时钟总体框图,如下图 3-1 所示,总体结构包括单片机主控
电路,按键电路,LCD 显示电路,晶振与复位电路,蜂鸣器电路电路,还有电
源。
图 3-1 电子时钟基本框图
3.2 单片机 AT89C51
AT89C51
[1]
有以下标准功能:32 可编程 I/O 线,片内振荡器和时钟电路,可
编程串行通道,5 个中断源,低功耗的闲置和掉电模式,4K 字节可编程闪烁存
储器,128*8 位内部 RAM 两个 16 位定时器/计数器。
AT89C51具有如下特性:全静态工作:0Hz-24Hz,具有 128*8 位内部 RAM,
数据保留时间 10 年,具有 4k 自节可编程 FLASH 存储器,可编程串行通道,具
有 5 个中断源。
AT89C51部分引脚功能:
(1)P0 口(P0.0 - P0.7)是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 口,在访问外部
存储器时,它是分时传送的低字节地址和数据总线,P0 口能以吸收电流的方式
驱动八个 LSTTL 负载。
(2)P1 口(P1.0 - P1.7)是一个带有内部提升电阻的 8 位准双向 I/O 口。
能驱动(吸收或输出电流)四个 LSTTL 负载。
(3)P2 口(P2.0 - P2.7)是一个带有内部提升电阻的 8 位准双向 I/O 口,
在访问外部存储器时,它输出高 8 位地址。P2 口可以驱动(吸收或输出电流)四个
LSTTL 负载。
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