基于单片机的数字时钟控制

中图分类号：基于单片机的数字时钟设计专业名称：应用电子技术学生姓名：卫毓强导师姓名：赵锋职称：讲师焦作大学机电工程系2015年5月毕业设计--中图分类号：密级：UDC：单位代码：11522基于单片机的数字时钟设计DigitalclockdesignbasedonMCU姓名卫毓强学制3专业应用电子技术研究方向导师赵锋职称讲师论文提交日期论文答辩日期焦作大学机电工程系焦作大学机电工程学院毕业论文摘要I摘要20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地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。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种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，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。本课题主要研究的是基于单片机的数字钟设计，采用AT89C51单片机作为系统的主控芯片,外接LED显示电路,按键电路，晶振电路，复位电路模块构成一个简单的数字钟。通过按键电路能对时、分、秒分别进行设置和实时调整，并将结果显示在数码管上。关键词：数字钟；单片机；数码管焦作大学机电工程学院毕业论文摘要IIAbstractElectronictechnologyhasbeendevelopedrapidlyinthe20century,withitsmodernelectronicproducts,pushedbyalmostpermeatedeveryareaofsocietyhasvigorouslypromotedsocialproductiveforcesdevelopmentandimprovementofsocialinformatizationlevel,alsomakemodernelectronicproductperformancefurtherimproved,andtherhythmofupgradeitsproductsisbecomingmoreandmorequickly.ThemostcommonSCMmoduleisadigitalclock,adigitalclockisakindofdigitalcircuittechnologyimplementation,minutesandseconds,thetimingdevicewithmechanicalclockcomparedwithhigheraccuracyandintuitiveandnomechanicaldevice,hasmorelongerservicelife,soithasbeenwidelyused.ThistopicresearchisthedigitalclockdesignbasedonSCM,AT89C51SCMasthemaincontrolchipsystem,externalLEDdisplaycircuit,keycircuits,crystalscircuit,resetcircuitmoduleconstituteasimpledigitalclock.Throughthekeycircuitscanrespectivelythediffculties,minutesandsecondssettingandreal-timeadjustment,andtheresultshowedthatinthedigitaltube.Keywords:digitalclock;SCM;digital焦作大学机电工程学院毕业论文目录III目录摘要......................................................................Ⅰ第1章引言..............................................................(1)第2章单片机介绍.........................................................(2)第3章数字钟硬件设计.....................................................(3)3.1系统方案的确定......................................................(3)3.2功能分析............................................................(3)3.3数字钟设计原理......................................................(3)3.3.1键盘控制电路.....................................................(4)3.3.2晶振电路.........................................................(4)3.3.3复位电路.........................................................(5)3.3.4数码显示电路.....................................................(6)第4章.数字钟的软件设计...................................................(7)4.1程序设计内容........................................................(7)4.2系统设计流程图......................................................(7)4.2.1主程序流程.......................................................(7)4.2.2定时器中断流程...................................................(8)4.2.3时间显示流程图...................................................(9)第5章.系统调试..........................................................(10)5.1KeilC51软件环境简介..............................................(10)5.2Proteus软件环境简介...............................................(11)5.3数字钟系统PROTUES仿真调试结果.....................................(12)5.3.1引脚连接........................................................(12)5.3.2仿真结果（电路原理图）..........................................(12)5.3.3元件列表........................................................(13)参考文献.................................................................(15)附录（源程序）...........................................................(16)致谢.....................................................................(24)焦作大学机电工程学院毕业论文第一章引言1第一章引言在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路和软件电路的设计，让单片机得到广泛的应用，几乎是从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用。单片机小的系统结构几乎是所有具有可编程硬件的一个缩影，可谓是“麻雀虽小，肝胆俱全”，单片机的学习和研究是对微机系统学习和研究的简捷途径。基于单片机的定时和控制装置在许多行业有着广泛的应用，而数字钟是其中最基本的，也是最具有代表性的一个例子[1]，用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置。因为机具有体积小、功耗低、功能强、性价比高、易于推广应用的优点，在自动化装置、智能仪器表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日益广泛的应用[2]，因此具有很大的研究价值。焦作大学机电工程学院毕业论文第2章单片机的介绍2第二章单片机介绍单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统[3]。由于单片机的这种结构形式及它所采取的半导体工艺[4]，使其具有很多显著的特点，因而在各个领域都得到了迅猛的发展。单片机主要有如下特点[5]：（1）性价比高；（2）集成度高、体积小、可靠性强。机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作；（3）控制功能强；（4）功耗小、电压低、便于生产的携式产品。；（5）外部总线采用串行总线连接，以此缩小了体积；（6）单片机的系统扩展和系统配置典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。焦作大学机电工程学院毕业论文第3章数字钟硬件设计3第3章数字钟硬件设计3.1系统方案的确定硬件电路是一个系统的重要部分，在本次设计中主要是以AT89C51为核心控制器，外加一些控制电路来实现数字钟的基本功能。单片机芯片作为控制系统的核心部件，它除了具备微机CPU的数值计算功能外，还具有灵活强大的控制功能，以便实时检测系统的输入量、控制系统的输出量，实现自动控制[6]，外围控制电路主要包括晶振电路模块、复位电路模块、按键电路模块以及数码管显示电路模块，通过这些控制电路的连接构成完整的电路，其结构框图如图3-1所示。图3-1数字钟系统结构图3.2功能分析1．准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；2.小时的计时为24小时制，分和秒的计时要求为60进位；3.八位数码管显示HH-MM-SS(时分秒)，按键“模式键”依次选择调整“时”，“分”，“秒”，按键“加键”依次加1,按键“减键”依次减1；4.晶振电路起到减小误差，提高精确度的作用；5.复位电路是对单片机的初始化操作。3.3数字钟设计原理数字钟的实现一般有两种方法：其一是直接用单片机的定时计数器产生固定时间，这种方法的优点是可以省去一些外围的芯片，其缺点是只能适用于一些要求不是十分精确、不作长期保留的场合；而对于要求较高的场合，则必须选用专用的芯片[7],本设计采用的是第一种方法。80C51单片机控制器按键开关8位数码管显示晶振电路复位电路焦作大学机电工程学院毕业论文第3章数字钟硬件设计4直接用单片机的定时计数器产生固定时间,这种方法的工作原理是利用单片机芯片的定时器产生固定时间，模拟时钟的时、分、秒。基于这一原理构成的数字钟系统主要由以下几部分组成：89C51单片机控制器电路，按键开关电路，8位数码管显示电路，复位电路，晶振电路五部分构成。其工作原理电路图如图3-2所示。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0