電子時鐘課程設(shè)計

1、學(xué)號成績沈陽城市建設(shè)學(xué)院基于 51 單片機的電子時鐘系統(tǒng)設(shè)計課程名稱單片機原理及應(yīng)用專業(yè)班級16-1班姓名2017年12月18日目錄一、方案設(shè)計41.1 、單片機的選擇方案41.2 、數(shù)碼管的選擇方案41.3 、上拉電阻的選擇方案41.4 、總體設(shè)計框圖4二、程序6三、硬件模塊程序設(shè)計63.1 、單片機最小系統(tǒng)63.2 數(shù)碼管顯示模塊6四、軟件模塊設(shè)計7五、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計7六、課程設(shè)計總結(jié)8七、參考資料9摘 要數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?，給人們的生活，學(xué)習(xí)，工作帶來極大的方便。 本文介紹的數(shù)字鐘是一種利用數(shù)字電路來顯示時、分、秒的裝置，與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準確，性能

2、穩(wěn)定，顯示直觀，無機械傳動裝置等特點。數(shù)字電子鐘由秒信號發(fā)生器、 “時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時電路等組成。 秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，將標準秒脈沖信號送入“秒計數(shù)器” ，該計數(shù)器采用 60 進制計數(shù)器，每累計 60 秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖。 “分計數(shù)器”也采用 60 進制計數(shù)器，每累計 60 分，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數(shù)器”?！皶r計數(shù)器”采用 24 進制計數(shù)器，可以實現(xiàn)一天 24h 的累計。電路是來對“時、分、秒”顯示數(shù)字進行校對調(diào)整。關(guān)鍵詞：計數(shù)器；單片機；數(shù)碼管；上拉電阻一、方案設(shè)計

3、1.1、單片機的選擇方案1.2、數(shù)碼管的選擇方案1.3、上拉電阻的選擇方案1.4、總體設(shè)計框圖1.1、AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8位單片機，片內(nèi)含 4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器 （PEROM）和 128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 （RAM ），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS-51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（CPU）和 Flash存儲單元，功能強大 AT89C51單片機可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。如圖 1.1.1:圖 1.1.11.2 、共陰

4、極數(shù)碼管是一類數(shù)字形式的顯示屏，通過對其不同的管腳輸入相對的電流， 會使其發(fā)亮， 從而顯示出數(shù)字能夠顯示時間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。由于它的價格便宜、使用簡單、在電器，特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管， 其他家電也用液晶屏與熒光屏。如圖 1.2.1:圖 1.2.11.3 、上拉電阻（排阻，上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平，電阻同時起限流作用。上拉是對器件注入電流，下拉是輸出電流；弱強只是上拉電阻的阻值不同，沒有什么嚴格區(qū)分；對于非集電極（或漏極）開路輸出型電路（如普通門電路）提升電流和電壓的能力是有限的， 上拉電阻的功

5、能主要是為集電極開路 輸出型電路輸出電流通道。 所以根據(jù)本次課設(shè)設(shè)計選擇上拉電阻。如圖 1.3.1 ：圖 1.3.1二、程序見附頁 1三、硬件模塊程序設(shè)計3.1、單片機最小系統(tǒng)51 單片機最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容 C1 的大小直接影響單片機的復(fù)位時間， 一般采用 1030uF，51 單片機最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時間越短。 51 單片機最小系統(tǒng)起振電容 C2、 C3 一般采用1533pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機越近越好， P0 口為開漏輸出，作為輸出口時需加上拉電阻，阻值一般為 10k。其他接口內(nèi)部有上拉電阻，作為輸出口時不需外加上拉電阻。3.2 數(shù)碼管顯示模塊1.3、6 位

6、共陰數(shù)碼管顯示所示四、軟件模塊設(shè)計本次設(shè)計使用的軟件是Keil 軟件，它能夠使用簡單易懂的高級C語言對單片機進行軟件開發(fā)，還是C52 系列兼容單片機語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。五、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計系統(tǒng)的硬件主要包括單片機芯片，數(shù)碼管顯示，按鍵開關(guān)電路，它的硬件電路如下圖所示，單片機采用廣泛使用的AT89C51，系統(tǒng)采用 12MHz的晶振，采用 6 位共陰數(shù)碼管顯示。操作方法：對照原理圖，按下SW2 按鍵第一次設(shè)置小時數(shù)據(jù)，SW3 按鍵加， SW4 按鍵減，按下 SW2 按鍵第二次設(shè)置分鐘， SW3 按鍵加， SW4 按鍵減， SW2 按鍵第三次設(shè)置秒， SW3 按鍵加， SW4 按鍵減， SW2 第四

7、次退出設(shè)置。單獨的一個按鍵 SW1 是復(fù)位按鍵硬件電路圖如圖所示圖 5.1圖 5.1六、課程設(shè)計總結(jié)經(jīng)過一周的時間以及對整本教材的知識總結(jié)， 把課程設(shè)計分成了硬件和軟件兩大模塊。 總的來說，硬件部分很好入手， 電路也教簡單，主要涉及的是簡單的按鍵、 電容、電阻、晶振和數(shù)碼管。 在軟件部分，細分為了按鍵模塊、顯示模塊、定時 /計數(shù)模塊，最后把幾個模塊整合在主程序模塊中， 使得程序簡單明了。 整個設(shè)計過程中遇到的最大問題是軟件的編寫， 由于采用的是匯編語言， 其間使用到的各種寄存器、存儲器地址、變量很多，很難對程序的整體把握。通過電子鐘的設(shè)計，對單片機的原理、結(jié)構(gòu)、外圍電路進一步的了解。在整個設(shè)計

8、過程中學(xué)到了團體精神和獨立解決問題的重要性。 為以后的求職之路打下了基礎(chǔ)。七、參考資料1 單片機原理與應(yīng)用 謝維成 楊加國 編著2 單片機應(yīng)用與仿真調(diào)試 嚴天峰編著3 模擬電子技術(shù) （第三版） 胡宴如 耿蘇燕編著4 數(shù)字電子技術(shù) （第三版） 楊志忠 衛(wèi)樺林編著附頁1#include /頭文件定義單片機內(nèi)部寄存器#define uchar unsigned char /宏定義縮寫成uchar#define uint unsigned int/宏定義縮寫成uint/ 數(shù)碼管位端口定義sbit w1=P22;sbit w2=P23;sbit w3=P24;sbit w4=P25;sbit w5=P2

9、6;sbit w6=P27;/按鍵 /sbit key1=P35;/設(shè)置時間sbit key2=P36;/加sbit key3=P37;/減/ 共陰數(shù)碼管段信號編碼 /uchar code table10=/0-9 0xFC,0x60,0xDA,0xF2,0x66, 0xB6,0xBE,0xE0,0xFE,0xF6;/uchar num,miao,fen,shi;/計時時分秒變量uchar fen1,shi1;/鬧鐘變量uchar d1,d2,d3,d4,d5,d6;/顯示拆分數(shù)據(jù)voiddelay(uintms)/1ms延時函數(shù)數(shù)據(jù)保持用的 括號里面是幾大概就延時多少msuchar x;fo

10、r(ms;ms0;ms-)for(x=110;x0;x-);void display()/顯示函數(shù)d1=shi/10;/小時d2=shi%10;/d3=fen/10;/d4=fen%10;/ 分鐘d5=miao/10;/d6=miao%10;/ 秒w1=0;P0=tabled1;delay(10);/第 1 位顯示數(shù)據(jù)P0=0x00;w1=1;/ 關(guān)閉顯示消除動態(tài)掃描陰影w2=0;P0=tabled2|0x01;delay(10);/第 2位顯示數(shù)據(jù)P0=0x00;w2=1;/ 關(guān)閉顯示消除動態(tài)掃描陰影w3=0;P0=tabled3;delay(10);/第 3 位顯示數(shù)據(jù)P0=0x00;w3

11、=1;/ 關(guān)閉顯示消除動態(tài)掃描陰影w4=0;P0=tabled4|0x01;delay(10);/第 4位顯示數(shù)據(jù)P0=0x00;w4=1;/ 關(guān)閉顯示消除動態(tài)掃描陰影w5=0;P0=tabled5;delay(10);/第 5 位顯示數(shù)據(jù)P0=0x00;w5=1;/ 關(guān)閉顯示消除動態(tài)掃描陰影w6=0;P0=tabled6;delay(10);/第 6 位顯示數(shù)據(jù)P0=0x00;w6=1;/ 關(guān)閉顯示消除動態(tài)掃描陰影void keyscan()/調(diào)時按鍵掃描函數(shù)uchar k_flag;if(key1=0)/按鍵按下一下所有按鍵執(zhí)行的模式都是一樣的delay(10);/延時消除按鍵抖動if(k

12、ey1=0)/確定按鍵按下k_flag=1;while(key1=0);/等待按鍵松手while(k_flag=1)/開始調(diào)整小時數(shù)據(jù)display();if(key1=0)delay(10);/延時消抖if(key1=0)k_flag=2;while(key1=0);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)shi+;if(shi=24)shi=0;while(key2=0);if(key3=0)delay(10);if(key3=0)if(shi=0)shi=24;shi-;while(key3=0);while(k_flag=2)/開始調(diào)整分鐘數(shù)據(jù)display();i

13、f(key1=0)delay(10);/延時消抖if(key1=0)k_flag=3;while(key1=0);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)fen+;if(fen=60)fen=0;while(key2=0);if(key3=0)delay(10);if(key3=0)if(fen=0)fen=60;fen-;while(key3=0);while(k_flag=3)/開始調(diào)整秒數(shù)據(jù)display();if(key1=0)delay(10);/延時消抖if(key1=0)k_flag=0;while(key1=0);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)miao+;if(miao=60)miao=0;while(key2=0);if(key3=0)delay(10);if(key3=0)if(miao=0)miao=60;miao-;while(key3=0);void main()TMOD=0x01;/定時器 0 16 位計時模式TH0=(65536-50000)/256; /50ms定時TL0=(65536-50000)%256; /50ms定時EA=1;/ 開啟總中斷ET0=1;/ 開啟定時器中斷TR0=1;/ 開啟定時器while(1)