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基于单片机电子时钟的设计与实现(毕业论文).docx

上传人:无敌 文档编号:636734 上传时间:2018-04-16 格式:DOCX 页数:40 大小:524.35KB
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1、 届学生毕业论文(设计) 存档编号: 江 汉 大 学 文 理 学 院College of Arts & Science of Jianghan University毕 业 论 文 (设 计 )论 文 题 目 单片机电子时钟的设计与实现 (英 文)Design and implementation of single chip electronic clock 学 部 信息技术学部 专 业 电子信息工程 姓 名 学 号 指 导 教 师 2014 年 5 月 8 日1承 诺 书本人的毕业论文(设计)无抄袭、剽窃现象。本人熟知学校对毕业论文(设计)抄袭、剽窃现象按作弊处理,对已毕业的学生,学校将追回

2、毕业证和学位证书。如本人毕业论文(设计)有以上违纪现象,所造成的知识产权等纠纷,一切后果由本人承担。承诺人:_2014 年 5 月 8 日2摘 要电子钟亦称数显钟(数字显示钟) 。它是一种利用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置。与老式机械钟相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大地方便。在这次设计中,我们以 24 小时计时方式,采用 LED 数码管显示时、分、秒,根据数码管动态显示原理来进行显示。用 12MHz 的晶振产生振荡脉冲,定时器计数。在此次设计中,电路具有显示时间的基本功能,还可以实现对时间的调整以及定时响铃。数字钟因其小巧,价格

3、低廉,走时精度高,使用方便,功能多,便于集成化而受广大消费的喜爱.因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。关键字:数字电子钟;单片机;数码管3AbstractElectronic clock is also called digital clock. It is a kind of device to realize the use of digital circuit technology, minutes, seconds. Compared with the old mechanical clock, it has the advantages of accurate, int

4、uitive display, no mechanical transmission device. To peoples life, study, work, entertainment , it brings great convenience. In this design, we take 24 hour time, use LED digital display hours, minutes, seconds, according to the principle of dynamic display of digital tube to display, use the 12MHz

5、 crystal oscillation pulse to the timer count. In this design, the circuit has a display time of basic function, also can achieve the adjustment of time and regular rings. Digital clock because of its small, low price, travel time and high precision, convenient use, multiple functions, easy integrat

6、ion and loved by the general consumer. Therefore , the digital clock and expand its application, has the very. realistic significance.Keywords: digital electronic ;clock chip;digital4目录摘 要 .I目录 .III1.绪论 .11.1 选题的背景和意义 .11.2 电子时钟的现状与发展趋势 .11.3 本设计研究的主要内容与终极目标 .12.采用的主要技术 .32.1 单片机控制技术 .32.1.1 AT89C51

7、 主要功能 .32.1.2 AT89C51 引脚特性 .42.1.3 结构特点 .52.2 软件的仿真技术 .72.2.1 keil 仿真 .72.2.2 protues 仿真 .83.电子时钟的硬件电路设计 .93.1 系统控制电路(单片机系统) .93.2 秒信号产生电路 .103.3 计时电路 .103.4 校准电路 .103.5 显示电路 .103.6 功能选择电路(键盘控制) .123.7 定时闹铃电路 .134.电子时钟的软件程序设计 .1454.1 主程序流程 .144.2 计时程序流程 .164.3 键盘扫描程序 .174.4 中断程序及延时程序 .174.5 时间显示程序 .

8、185.电子时钟电路仿真与性能测试 .205.1 电子时钟电路仿真图 .205.1.1 电子时钟正常走时状态电路仿真图 .205.1.2 电子时钟定时响铃电路仿真图 .215.2 电子时钟性能测试分析 .225.2.1 系统性能测试 .225.2.2 系统误差分析 .256.收获体会 .26致 谢 .27参考文献 .28附录:电子时钟程序清单 .2961 绪论1.1 选题的背景和意义随着科技的进步,电子技术获得了飞速的发展。在社会的各个领域,我们可以看到各种各样的电子产品。电子技术的进步使我们社会生产力的发展和社会信息化程度得到了提高。现代社会的电子产品性能也更进一步提高,各种产品更新换代的速

9、度越来越快。几百年前开始,钟表就已将出现,以前的摆钟和怀表可以说是钟表中的经典,它们不仅大方实用,而且制作精美。但是,近几十年来,它们已经逐渐被电子时钟所取代。电子时钟精确度高,外观小巧,功能完善,成本低。单片机控制的电子时钟具备时钟的各种功能,而且硬件组成非常精简,我们只需要进行软件编写,就可以实现我们所需要的功能。1.2 电子时钟的现状与发展趋势时间就是金钱,现代生活的人们对时间越来越重视。在工作,学习,生活中,许多时候都需要我们对时间把握非常严格和准确,错误的信息会带来非常大的麻烦。这个时候数字电子钟就给我们带来了很大的方便,数字电子钟是以数码管作为显示器,比指针式的时钟有很大的优势。用

10、数码管来显示时间,我们可以简单快速的读数,而且它的时间准确显示到秒。因此,电子时钟在生活中被广大消费者喜爱,得到了广泛的应用。数字电子时钟的精度是远远的超过老式的钟表。 在生活中,我们享受着钟表数字化带来的便利,并且不断的扩展着钟表的功能,让它在更多的领域得到应用。例如,时间程序自动控制、定时自动报警、定时广播、按时自动打铃、定时开关烘箱、通断动力设备、自动起闭路灯等等各种定时装置,它们都是以钟表数字化为基础的。因此,我们对数字钟进行研究并且扩大它的应用,是有着非常现实的意义的。1.3 本设计研究的主要内容与终极目标本次设计是使用 12MHZ 晶振与单片机 AT89C51 相连接 ,通过软件编

11、程的方法来设7计以 24 小时为一个周期同时显示小时,分钟和秒的数字电子钟,并在计时过程中通过对调时键盘的扫描来调整时间,以及控制显示电路进行时间显示功能和定时响铃功能。整体方案如图 1-1 所示。图 1-1 电子时钟设计总方案图LED 显示走时键盘输入定时闹铃60 进制计数器24 进制计数器电子时钟秒信号82 采用的主要技术2.1 单片机控制技术单片机是一种在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。它可以将中央处理器(CPU ) 、数据存储器(RAM) 、程序存储器(ROM ) 、定时器计数器以及输入/输出(I/O)接口电路等主要计算机部件,集成在一块电路芯片上,独立执行内部程序。2.1.1

12、AT89C51 主要功能AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能 CMOS8 位微处理器,俗称单片机。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中,所以 ATMEL的 AT89C51 是一种高效微控制器, 它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。AT89C51 引脚特性如图 2-1 所示。主要特性:与 MCS-51 兼容4K 字节可编程闪烁存储器寿命:1000 写/擦循环数据保留时间:10 年全静态工作:0Hz-24H

13、z三级程序存储器锁定128*8 位内部 RAM32 可编程 I/O 线两个 16 位定时器/计数器5 个中断源可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 图 2-1 单片机引脚图9片内振荡器和时钟电路 2.1.2 AT89C51 引脚特性(1)P0 口( P0.0P0.7)8 位、漏极开路的双向 I/O 口。当使用片外存储器及外扩 I/O 口时,P0 口作为低字节地址 /数据复用线。在编程时,P0 口可用于接收指令代码字节;程序校验时,可输出指令字节。P0 口也可做通用 I/O口使用,但需加上拉电阻。作为普通输入时,应输出锁存器配置 1。P0 口可驱动 8 个TTL 负载。(2)P1 口( P1.

14、0P1.7)8 位、准双向 I/O 口,具有内部上拉电阻。P1 口是为用户准备的 I/O 双向口。在编程和校验时,可用作输入低 8 位地址。用作输入时,应先将输出锁存器置 1。P1 口可驱动 4 个 TTL 负载。(3)P2 口( P2.0P2.7)8 位、准双向 I/O 口,具有内部上拉电阻。当使用外存储器或外扩 I/O 口时,P2 口输出高 8 位地址。在编程和校验时,P2口接收高字节地址和某些控制信号。(4)P3 口( P3.0P3.7)8 位、准双向 I/O 口,具有内部上拉电阻。P3 口可作为普通 I/O 口。用作输入时,应先将输出锁存器置 1。在编程/校验时,P3 口接收某些控制信号。它可驱动 4 个 TTL 负载。P3 口除了作为一般的 I/O 口使用之外,其还具有特殊功能。P3 口作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表 2-1 所示。表 2-1 P3 端口引脚兼用功能表P3 引脚 兼用功能P3.0 串行通讯输入 (RXD)P3.1 串行通讯输出(TXD)P3.2 外部中断 0( INT0)P3.3 外部中断 1(INT1)P3.4 定时器 0 输入(T0)P3.5 定时器 1 输入(T1)

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