基于proteus的数字电子钟的仿真设计

1课程论文题目：基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真课程名称：单片机系统设计与Proteus仿真学生姓名：马珂学生学号：1305010323系别：电子工程学院专业：通信工程年级：13级任课教师：徐锋电子工程学院2015年5月成绩2目录一、设计目的与要求.................................................3二、设计内容与方案制定.............................................3三、设计步骤.......................................................31．硬件电路设计.................................................31.1.硬件电路组成框图.........................................31.2.各单元电路及工作原理.....................................41.3.绘制原理图...............................................51.4.元件清单列表.............................................62.程序设计......................................................62.1程序流程.................................................62.2汇编程序.................................................7四、调试与仿真....................................................12五、心得体会......................................................14六、参考文献：....................................................143基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真一、设计目的与要求设计目的:通过课程设计，培养学生运用已学知识解决实际问题的能力、查阅资料的能力、自学能力和独立分析问题、解决问题的能力和能通过独立思考。设计要求:设计一个时、分可调的数字电子钟、开机显示“9-58-00”。二、设计内容与方案制定具有校时功能，按键控制电路其中时键、分键两个键分别控制时、分时间的调整。按分键分加1；按时键时加1。以AT89C51单片机进行实现秒、分、时上的正常显示和进位，其中显示功能由单片机控制共阴极数码管来实现，数码管进行动态显示。三、设计步骤1、硬件电路设计1.1.硬件电路组成框图电源晶振电路显示电路AT89C52复位电路按键控制电路1.2.各单元电路及工作原理（1）晶振电路单片机的时钟产生方法有两种:内部时钟方式和外部时钟方式。本系统中4AT89C51单片机采用内部时钟方式。采用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。其电路图如下：（2）键盘控制电路键盘可实现对时间的校对，用两个按键来实现。按时键来调节小时的时间，按分键来调节分针的时间。其电路连接图如下：（3）显示电路LED显示器是现在最常用的显示器之一发光二极管（LED）分段式显示器由7条线段围成8字型，每一段包含一个发光二极管。外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光。只要按规律控制各发光段亮、灭，就可以显示各种字形或符号。显示电路显示模块需要实时显示当前的时间,即时、分、秒，因此需要6个数码管，采用动态显示方式显示时间，其硬件连接方式如下图所示。51.3.绘制原理图其计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外还有校时功能。整个设计图由晶振电路、复位电路、AT89C51单片机、键盘控制电路组成。显示电路将“时”、“分”、“秒”通过七段显示器显示出来，6个数码管的段选接到单片机的P0口，位选接到单片机的P2口。数码管按照数码管动态显示的工作原理工作。把定时器定时时间设为50ms，则计数溢出20次即得时钟计时最小单位秒，而20次计数可用软件方法实现，每累计60秒进1分，每累计60分钟，进1小时。时采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。校时电路时用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整，时分秒三个控制键分别接单片机的p3.1、p3.0进行控制。按一下分键秒单元就加1，按一下时键分就加1。61.4.元件清单列表单片机AT89C51*1电解电容CAP-ELEC10uF*1瓷片电容CAP22pF*2电阻RES*10晶振CRYSTAL11.0592MHz*1数码管7SEG-MPX8-CA-BLUE*1三极管NPN*8按钮BUTTON*3上位排阻RESPACK-8*12.程序设计2.1程序程序数字电子钟采用内部硬件定时器来进行定时，计时最小单位sec100为10ms。若sec100每计满100次时，表示已经计时1s，则sec100清零且sec加1。如果sec等于60，应将sec清零，同时min加1。如果min等于60，应将min清零，7同时hour加1。如果hour大于23时，应将hour清零。通过分析可知，程序中可分别由inc_sec()、inc_min()、inc_hour()这是三个函数负责秒、分、时的计时。Sec100的计时由Timer0()中断函数来实现。按钮K1(INT0)和K1(INT1)为调时、调分控制按键。这两个按钮信号的输入采用外部中断方式来实现。若产生外部中断时，通过调用inc_hour()或inc_min()函数来实现调时或调分操作。编写显示函数display()时，应考虑小时数小于10时，应屏蔽时的十位数，使其不显示。2.2汇编程序c语言编写的程序如下：#includereg52.h#defineucharunsignedchar#defineunitunsignedintsbitk1=P3^2;sbitk2=P3^3;uchartab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0xBF};uchardis_buff[8];ucharsec100,sec,min,hour;voiddelay(unitk){unitm,n;for(m=0;mk;m++){for(n=0;n120;n++);}}voiddisplay(void){P2=0X80;8P0=tab[dis_buff[0]];delay(2);P2=0x40;P0=tab[dis_buff[1]];delay(2);P2=0x20;P0=tab[dis_buff[2]];delay(2);P2=0x10;P0=tab[dis_buff[3]];delay(2);P2=0x08;P0=tab[dis_buff[4]];delay(2);P2=0x04;P0=tab[dis_buff[5]];delay(2);P2=0x02;P0=tab[dis_buff[6]];delay(2);if(hour9){P2=0x01;}else{P2=0X00;}P0=tab[dis_buff[7]];9delay(2);}voiddisp_data(void){dis_buff[7]=hour/10;dis_buff[6]=hour%10;dis_buff[5]=16;dis_buff[4]=min/10;dis_buff[3]=min%10;dis_buff[2]=16;dis_buff[1]=sec/10;dis_buff[0]=sec%10;}voidinc_hour(void){hour++;if(hour23){hour=0;}}voidinc_min(void){min++;if(min59){min=0;inc_hour();}10}voidinc_sec(void){sec++;if(sec59){sec=0;inc_min();}}voidint0()interrupt0{delay(100);if(INT0==0){inc_hour();}}voidint1()interrupt2{delay(100);if(INT0==0){inc_min();}}voidtimer0()interrupt1{TH0=0xDC;11TL0=0x00;sec100++;if(sec100=100){sec100=0;inc_sec();}}voidint_init(void){TMOD=0x01;TH0=0xDC;TL0=0x00;TR0=1;ET0=1;EX0=1;IT0=0;EX1=1;IT1=0;EA=1;}voidmain(void){int_init();P0=0xFF;P2=0x00;hour=9;min=58;sec=0;12sec100=0;while(1){disp_data();display();}}四、调试与仿真打开keil程序，创建“数字电子钟”项目，输入c语言源程序，保存为“数字电子钟.c”。在项目管理窗口中选中文件组，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“AddFiletoGrou`SourceGroup1`”,添加源程序“数组电子钟.c”到项目组。执行命令“Project”-”BuildTarget”,编译源程序，如果编译成功，则在输出窗口中显示没有错误，并创建了”数字电子钟.hex“文件。在已绘制好原理图的ProteusISIS中，双击单片机，在弹出的对话框选择“数字电子钟.hex”。开始仿真，刚运行时1，数码管显示“9-80-00”，而后每隔1s进行累计显示，如图所示，每按一次K1时，小时数会加1，每按一次K2时，分钟数加1。1314五、心得体会按分键对分进行调整，按一下加一分；按时键对时进行调整，按一下加一小时，从而达到快速设定时间的目的。若满足以上要求则符合方案要求。若按一下连续加若干位，则按键延时时间设置太短，可以通过增大延时时间进行改进。通过本次仿真设计，基本掌握了简单的单片机应用设计，以及proteus仿真设计，数字电子钟设计比较简单，以后应多注意设计方面的问题并解决。六、参考文献[1]陈中平、基于proteus的51系列单片机设计与仿真（第二版）、电子工业出版社.2012.[2]谭浩强、C程序设计（第四版）、清华大学出版社.2010.