數(shù)電課程設(shè)計(jì)基于AT89S51單片機(jī)的 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： * 專業(yè)班級(jí)：電子科學(xué)與技術(shù)0803班指導(dǎo)教師： * 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 初始條件：本設(shè)計(jì)既可以使用集成譯碼器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、脈沖發(fā)生器和必要的門電路等。本設(shè)計(jì)也可以使用單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建多功能數(shù)字鐘。用數(shù)碼管顯示時(shí)間計(jì)數(shù)值。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、課程設(shè)計(jì)工作量：1周。2、技術(shù)要求： 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘。要求用六位數(shù)碼管顯示時(shí)間，格式為00：00：00。具有60進(jìn)制和24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)功能，秒、分為60進(jìn)制計(jì)數(shù)，時(shí)為24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)。有譯碼、七段數(shù)碼顯示功能，

2、能顯示時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的結(jié)果。設(shè)計(jì)提供連續(xù)觸發(fā)脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)生器，具有校時(shí)單元、鬧鐘單元和整點(diǎn)報(bào)時(shí)單元。確定設(shè)計(jì)方案，按功能模塊的劃分選擇元、器件和中小規(guī)模集成電路，設(shè)計(jì)分電路，畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。3、查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告書。全文用a4紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。時(shí)間安排：1、 2010 年 6 月 28 日集中，作課設(shè)具體實(shí)施計(jì)劃與課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式的要求說明。2、 2010 年 6 月 29 日，查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)電路的工作原理。2、 2010 年 6 月 30 日 至 2010 年 7 月 1 日，方案選擇和電路設(shè)計(jì)。2、 20

3、10 年 6 月 30 日 至 2010 年 7 月 1 日，電路調(diào)試和設(shè)計(jì)說明書撰寫。3、 2010 年 7 月 2 日上交課程設(shè)計(jì)成果及報(bào)告，同時(shí)進(jìn)行答辯。課設(shè)答疑地點(diǎn)：鑒主13樓電子科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日摘要數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。本文基于單片機(jī)技術(shù)原理，以單片機(jī)at89s51作為核心控制器，通過硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計(jì)制作出一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要求可以對(duì)時(shí)、分、秒進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描

4、顯示計(jì)時(shí)，還具有整點(diǎn)提醒和鬧鈴功能。該電路系統(tǒng)采用at89s51單片機(jī)作為核心，功耗小，能在3v的低壓工作，電壓可選用35v電壓供電。本文從硬件電路到單片機(jī)控制器再到微處理器程序進(jìn)行了一系列的設(shè)計(jì)，最終將各模塊整合到proteus中進(jìn)行仿真，最終在proteus中仿真的結(jié)果令人滿意。關(guān)鍵字：at89s51，動(dòng)態(tài)掃描abstractdigital clock is a digital circuit technology with the hours, minutes, seconds, timing devices, and mechanical clock higher than the a

5、ccuracy and intuitive, and no mechanical devices, with more longer life, so be widespread use. based on principles of scm technology to mcu at89s51 as the core controller, through hardware design and software programming for the design to produce a digital clock system. system requirements for this

6、design can be hours, minutes, seconds, and dynamic scanning display timing, and also has alarm function to remind the whole point. the circuit system uses at89s51 microcontroller as a core, low power, low-voltage work in 3v, the voltage can choose 3 5v supply voltage.this single chip controller from

7、 the hardware circuit to process and then to a series of microprocessor design, the module will eventually be integrated into the proteus in the simulation, the final in the proteus in the simulation results are satisfactory. keywords: at89s51, dynamic scanning設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘，使它滿足以下要求： 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘。要求用六位數(shù)碼

8、管顯示時(shí)間，格式為00：00：00。具有60進(jìn)制和24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)功能，秒、分為60進(jìn)制計(jì)數(shù)，時(shí)為24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)。有譯碼、七段數(shù)碼顯示功能，能顯示時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的結(jié)果。設(shè)計(jì)提供連續(xù)觸發(fā)脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)生器，具有校時(shí)單元、鬧鐘單元和整點(diǎn)報(bào)時(shí)單元。方案設(shè)計(jì)與論證.設(shè)計(jì)方向選擇本數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)可以采用門電路結(jié)合其他芯片來組建數(shù)字鐘，但考慮到在使用門電路的過程中使用的器件和芯片會(huì)很多，接法比較復(fù)雜，而且對(duì)于有些要求如整點(diǎn)報(bào)時(shí)和鬧鈴實(shí)現(xiàn)會(huì)有點(diǎn)困難。所以選擇門電路來設(shè)計(jì)多功能時(shí)鐘會(huì)比較復(fù)雜和繁瑣。本次設(shè)計(jì)還可以使用單片機(jī)來設(shè)計(jì)電路，相對(duì)于門電路來說單片機(jī)的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，而且功能比較全面

9、，但、編寫程序會(huì)是單片機(jī)的一個(gè)難點(diǎn)。時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒的信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然存在時(shí)間誤差，但是可以減少芯片的使用，節(jié)約成本，所以采用此方案。電路設(shè)計(jì)最終方案決定綜上各方案所述,對(duì)此次作品的方案選定：采用at89s52作為主控制系統(tǒng)；使用內(nèi)部時(shí)鐘電路外接晶振提供時(shí)鐘震蕩電路；顯示方法采用 led數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描方法。圖（1）為本次設(shè)計(jì)的總電路圖： 圖（1） 設(shè)計(jì)總電路圖部分電路的設(shè)計(jì).led數(shù)碼管電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中我們采用了8個(gè)共陽led7段數(shù)碼管構(gòu)成了數(shù)碼顯示電路，其中位選接在單片機(jī)的p0口，而在實(shí)際之中我們會(huì)在

10、之間接一個(gè)鎖存器，實(shí)現(xiàn)電流的放大，不然數(shù)碼管會(huì)很暗，影響我們的觀察。本設(shè)計(jì)中鎖存器使用的是74hc573，其引腳圖和功能表如圖（2）所示。數(shù)碼管的段選接在單片機(jī)的p口。電路圖如圖（3）所示： 圖（2）74hc573引腳圖和功能表 圖（3）led數(shù)碼管顯示電路.蜂鳴器報(bào)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)用報(bào)時(shí)和鬧鈴采用的是蜂鳴器組成的發(fā)聲電路，蜂鳴器接在單片機(jī)的口，在之間接一個(gè)三極管實(shí)現(xiàn)電流的放大，這樣才可以正常的發(fā)出聲音。其部分電路圖如圖（）所示：圖（）蜂鳴器電路圖在這個(gè)電路中我們選擇的三極管是pnp三極管8550，可以有效地完成我們所需要的功能。程序設(shè)計(jì).程序流程圖我們采用的是c語言編的，其流程圖如圖（5）所

11、示：開始初始化整點(diǎn)報(bào)時(shí)？蜂鳴器響鬧鈴？調(diào)用顯示函數(shù)按鍵功能調(diào)節(jié) 圖（5）程序流程圖語言源程序#include unsigned char code displaycode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;unsigned char hour,minute,second;unsigned char clockhour,clockminute;unsigned int num;unsigned char select,oneminute;bit bdata modeselect;void delay();void display(

12、unsigned char temp,unsigned char mode);void sound() while(num2000) p3_0=0; p3_0=1; void initial()p0=0;tmod=0x22;ie=0xcf;it0=1;it1=1;t2con=0;rcap2l=0xf0;rcap2h=0x1f；th2=0x1c;tl2=0xf0;ip=0x06;th0=0x48;tl0=0x48;th1=0x48; tr0=1; pcon=0x01; hour=12;minute=0;second=0;num=0;select=0;clockhour=12;clockminut

13、e=0;modeselect=0; void interrupt0()interrupt 0 using 3 tr1=1; select+; if(select=7) select=0; if(select=1) et2=1;oneminute=second-1;void timer0()interrupt 1 using 3num+;if(num=5000)num=0;second+; if(second=60) minute+;second=0; if(minute=60) hour+;minute=0; if(hour=24) hour=0;void interrupt1()interr

14、upt 2 using 3 oneminute=second-1; modeselect=0; et2=!et2; switch(select) case 4:hour+;if(hour=24)hour=0;break;case 5:minute+;if(minute=60)minute=0;break;case 6:second+;if(second=60)second=0;break;case 2:clockhour+;if(clockhour=24)clockhour=0;break;case 3:clockminute+;if(clockminute=60)clockminute=0;

15、break; default:break;void timer1()interrupt 3 using 3if(select)if(second=oneminute)select=0;tr1=0;void timer2()interrupt 5 using 3sound();tf2=0;if(minute!=clockminute&hour=clockhour)tr2=0;void delay()unsigned char i=255;while(-i);void display(unsigned char temp,unsigned char mode) if(temp=4|temp=2)

16、p0=0; else p0=1; if(mode) p1=displaycodehour/10; else p1=displaycodeclockhour/10; delay(); if(temp=4|temp=2) p0=0; else p0=2; if(mode) p1=displaycodehour%10; else p1=displaycodeclockhour%10; delay(); if(temp=1|temp=2|temp=3) p0=0; else p0=4; p1=0xbf; delay(); if(temp=5|temp=3) p0=0; else p0=8; if(mo

17、de) p1=displaycodeminute/10; else p1=displaycodeclockminute/10; delay(); if(temp=5|temp=3) p0=0; else p0=16; if(mode) p1=displaycodeminute%10; else p1=displaycodeclockminute%10; delay(); if(temp=1|temp=2|temp=3) p0=0; else p0=32; p1=0xbf; delay(); if(temp=6) p0=0; else p0=64; if(mode) p1=displaycode

18、second/10; else p1=displaycode0; delay(); if(temp=6) p0=0; else p0=128; if(mode) if(et2) p1=displaycodesecond%10+128;elsep1=displaycodesecond%10; else p1=displaycode0; delay();void main()initial();sound();while(1)switch(select) case 0: display(0,1); break;case 1:if(num=2500) display(1,0); else displ

19、ay(0,0); break; case 2:if(num=2500) display(2,0); else display(0,0); break; case 3:if(num=2500) display(3,0); else display(0,0); break; case 4:if(num=2500) display(4,1); else display(0,1); break; case 5:if(num=2500) display(5,1); else display(0,1); break; case 6:if(num=2500) display(6,1); else displ

20、ay(0,1); break; default:break;if(second=0)if(minute=0|minute=30)sound(); if(minute=clockminute&hour=clockhour) tr2=1; modeselect=1;if(modeselect=1&hour=clockhour&!(minute-clockminute)%5) tr2=1;電路的設(shè)計(jì)與仿真我們使用的仿真軟件是，系統(tǒng)的仿真圖如圖（）所示：圖（）系統(tǒng)仿真圖心得與體會(huì)在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過程中，更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。每次課程設(shè)計(jì)是一次難得的鍛煉機(jī)會(huì)，讓我們能夠充分利用所學(xué)過的理論知識(shí)還有自己