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基于单片机的数字电子钟论文.doc
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基于单片机的数字电子钟论文.doc
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- 1 -
CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY
科研实践
题目:基于单片机的数字电子钟
二级学院(直属学部): 延陵学院
专业: 电气工程及其自动化
班级:
学生姓名:
学号:
指导教师姓名:
职称: 副教授
- 2 -
目 录
一、绪 论........................................................................3
1.1 课题研究的背景和意义 ......................................................3
1.2 课题研究的目的............................................................3
二、课题设计概况..................................................................4
2.1 课题主要实现功能..........................................................4
2.2 课题功能分析..............................................................4
2.3 课题功能实现过程的描述....................................................4
三、总体设计方案..................................................................5
3.1 单片机的选择..............................................................5
3.2 数字电子钟显示方案论证 ....................................................5
四、硬件设计......................................................................6
4.1 总体设计结构图............................................................6
4.2 单片机最小系统的设计......................................................6
4.3 输入电路的设计............................................................7
4.4 输出电路的设计............................................................8
五、软件设计.....................................................................10
5.1 主程序结构图.............................................................10
5.2 主程序流程图.............................................................10
5.3 主要程序模块分析.........................................................12
5.3.1 延时程序...........................................................12
5.3.2 计 24 小时程序......................................................12
5.3.3 暂停/继续程序.....................................................14
5.3.4 校时灯闪程序.......................................................14
5.3.5 16 进制转 BCD 码程序 ................................................15
六、Protues 和 keil 仿真 ..........................................................16
6.1 proteus 软件的介绍及使用 .................................................16
6.2 Keil 软件的介绍及使用 ....................................................16
6.3 数字电子钟的仿真.........................................................16
七、实物制作.....................................................................21
7.1 电路板焊接 ...............................................................21
7.2 电路板调试 ...............................................................21
八、总结和展望...................................................................22
8.1 科研实践总结 .............................................................22
8.2 对未来的展望 .............................................................22
附 录..........................................................................23
参考文献.....................................................................23
元器件清单...................................................................23
原理图和 PCB 图...............................................................24
C 语言程序代码 ...............................................................25
实物图.......................................................................30
- 3 -
一、绪 论
1.1 课题研究的背景和意义
20 世纪末,电子技术获得了飞速发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗
透了社会的各个领域,有力的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。时间
对人们来说总是那么宝贵,工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记时间,忘记了要
做的事情,但是,一旦重要的事情,一时的耽误可能酿成大祸。
目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展,发展趋势将是进一步向着 CMOS
化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发
展。
单片机模块中最常见的是数字钟,数字钟是一种利用数字电路技术实现时、
分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装
置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛使用。
数字电子钟是采用数字电路对时、分、秒数字显示的计时装置,广泛用于个人家
庭、车站、码头、办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可缺少的必需品。
由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度远远
超过老式钟表,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
扩展了钟表原来的报时功能,因此研究数字钟及扩大其应用,有着日常现实的意
义。
1.2 课题研究的目的
复习 KEIL 软件的使用方法;
学会编写数字电子钟的 C 语言程序;
学会画数字电子钟的 PROTEUS 图;
学会稳压电源的制作方法;
学会制作相应的实物。
- 4 -
二、课题设计概况
2.1 课题主要实现功能
1、该单片机数字电子钟能在 LED 数码管准确显示 24 小时(显示格式为:
时时,分分,秒秒);
2、可暂停时间的变动, 同时在暂停的时候可以通过调秒、调分和调时按钮
校正时间,继续计时的时候按调整后的时间变动。每调整一次时间相对应的 LED
灯会亮三次,计时的时候灯不亮;
3、每次上电的时候数码管显示“000000”,校时之后方可正常使用。
2.2 课题功能分析
1、为了实现计时功能,必须有合适精确的秒源;
2、通过进位的方法可以实现分钟和小时的显示;
3、时、分、秒计到 24、60、60 要清零;
4、给暂停和校时功能分别设置按钮,每按一次校时按钮相应的数码管显示
加 1,相应的 LED 灯亮;
5、通过软件编程课实现上述功能。
2.3 课题功能实现过程的描述
给单片机上电之后,数码管显示时间为 00 时 00 分 00 秒,按下暂停/继续键
后,通过三个校时按钮把时间校准到实际时间,再次按下暂停/继续键恢复计时。
每一次校时的时候相应的灯就会闪,不调时的时候灯就灭。
- 5 -
三、总体设计方案
3.1 单片机的选择
AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器(FPEROM—Flash Programmable and
Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器,俗称单片
机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片
机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失
存储器制造技术制造,与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将
多功能 8 位 CPU 和闪速存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的 AT89C51 是一种高效
微控制器,AT89C2051 是它的一种精简版本。AT89C51 单片机为很多嵌入式控制
系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。而 ATMEL 公司的 89C52 单片机,是增强
型 RISC 内载 Flash 的单片机。
由于单片机的种类很多,在选择单片机时要依据实际设计要求选择合适的单
片机。本数字电子钟产生的数据量并不大,但是为了确保程序的运行,所以选择
C51 单片机。
表 3-1 51 和 52 的比较
数据存储器
程序存储器
定时器
中断
51 系列
128B
4KB
2
5
52 系列
256B
8KB
3
8
3.2 数字电子钟显示方案论证
本设计可以选择的方案有数码管显示和 LCD 显示。
由于只要实现时分秒的显示,LCD 的显示尽管多,但无论在软件上还是硬件
上都需要添加其它部件,比较复杂,因此选择数码管即可。
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xinkai1688
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