数字电子钟

《单片机技术》课程设计说明书数字电子钟院、部：电气与信息工程学院学生姓名：61素色指导教师：王韧职称副教授专业：电子信息工程班级：电子110班完成时间：2013年12月23日湖南工学院课程设计任务书课程：单片机技术课程设计题目：数字电子钟数字频率计数字电压表交通灯抢答器密码锁波形发生器数字温度计计算器数字式秒表适用班级：电子1101～2、通信1102～3通信1101～电子1103时间：2013～2014学年第一学期指导教师：王韧《单片机技术》课程设计任务书一、设计题目：数字电子钟、数字频率计、数字电压表、交通灯、抢答器、密码锁、波形发生器、数字温度计、计算器、数字式秒表。二、适用班级：电子1101～2、通信1102～3、通信1101～电子1103三、指导教师：王韧四、设计目的与任务：学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。五、设计内容与要求设计内容1、数字电子钟设计一个具有特定功能的电子钟。该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。2、数字频率计设计一个能够测量周期性矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态。按频率测量键则测量频率；按周期测量键则测量周期；按脉宽测量键则测量脉宽；按占空比测量键则测量占空比。3、数字电压表设计一个能够测量直流电压的数字电压表。测量电压范围0～5V，测量精度小数点后两位。该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态，按测量开始键则开始测量，并将测量值显示在显示器上，按测量结束键则自动返回“P.”状态。4、交通灯设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。5、抢答器设计一个具有特定功能的抢答器。该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。主持人按下开始按钮后，抢答开始并限定时间30S；10S内无人抢答，蜂鸣器发出音响；主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器，抢答违规，显示器显示违规台号，违规指示灯亮，其它按钮不起作用；正常抢答，显示器显示台号，蜂鸣器发出音响，其它抢答按钮无效；正常抢答下，从按下抢答按钮开始30S内，答完按钮没按下，则作超时处理，超时处理时，违规指示灯亮，显示器显示违规台号。蜂鸣器发出音响；各台数字显示的消除，蜂鸣器音响及违规指示灯的关断，都要通过主持人按复位按钮。6、密码锁设计一个具有特定功能的密码锁。该密码锁上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。该密码锁具有系统原始密码888888，用户可以设定并存储用户密码，密码输入时应处于保密显示状态，密码输入正确时应显示密码输入正确提示信息，否则，显示密码输入错误提示信息。7、波形发生器设计一个具有特定功能的波形发生器。该波形发生器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。该波形发生器可以分别产生幅值0～5V、频率100Hz～100KHz范围内的三角波、锯齿波、方波、梯形波和正弦波。8、数字温度计设计一个具有特定功能的数字温度计。该数字温度计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。测量温度范围0℃～99℃，测量精度小数点后两位，可以通过开始和结束键控制数字温度计的工作状态。9、计算器设计一个具有特定功能的计算器。该计算器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。能实现（1）基本的加、减、乘、除、平方、开方；（2）三角函数运算；（3）十进制、十六进制转换运算；（4）其他功能。10、数字式秒表设计一个具有特定功能的数字式秒表。该数字式秒表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。该数字式秒表应具有开始、暂停、连续、清零和停止功能。设计要求1、以上课题可以任选其一或多选，学生也可以自拟课题；2、编程语言：汇编或C51；3、计算机打印《单片机技术》课程设计说明书一份；4、设计时间：一周；5、实物制作；6、人员分组：一人一组一实物。六、《单片机技术》课程设计说明书正文主要内容参照“《单片机技术》课程设计说明书正文主要内容”文件。七、《单片机技术》课程设计说明书书写规范格式参照“《单片机技术》课程设计说明书书写规范格式”文件。八、参考资料1、马忠梅，单片机的C语言Windows环境编程宝典[M],北京：北京航空航天大学出版社，2003.6；2、李光飞,单片机C程序设计指导[M],北京:北京航空航天大学出版社，2003.01；3、李光飞,单片机课程设计实例指导[M],北京:北京航空航天大学出版社，2004.9。电气自动化教研室2013年9月10日摘要本课程设计为数字电子钟的设计。以AT89S52为核心，配合LED数码管显示器和按键为用户提供长期、连续、可靠、稳定的工作环境。该数字电子钟有时分秒显示和日期显示以及时间和日期调整的功能。系统软件设计包括单片机计算机两部分的编程。计算机软件编程主要实现参数设置、串行口数据接收、指令发送以及数据的显示和存储。单片机软件编程主要实现键盘、LED显示等各模块的功能，采用汇编语言编程。关键词数字电子钟；单片机；LED显示ABSTRACTThecoursedesignedfordigitalelectronicclockdesigns．ToAT89S52asthecore，withtheLEDdigitaltubedisplayandbuttonsprovideuserswithlong-term，continuous，reliableandstableworkingenvironment．Thedigitalelectronicclockandsometimesminutesandsecondsdisplayanddatedisplayaswellastimeanddateadjustmentfunction．Systemsoftwaredesignincludestwoparts，thecomputerprogrammingmicrocontrollers．Computersoftwareprogrammingtoachievethemainparametersettings，serialportdatareceiving,sendingcommandsanddatadisplayandstorage．SCMsoftwareprogrammingtoachievethemainkeypad，LEDdisplaysthefunctionsofeachmodule，usingassemblylanguageprogramming．Keywordsdigitalelectronicclock；microcomputer；LEDDisplay目录1设计任务及要求......................................................11.1设计任务.......................................................11.2功能要求.......................................................11.3总体方案及工作原理.............................................12.1硬件系统的模块.................................................22.2系统的原理图及PCB.............................................33软件系统的设计.......................................................43.1单片机的使用情况...............................................43.3程序流程图.....................................................44仿真测试及结果......................................................74.1设计结论及使用说明.............................................74.2仿真结果.......................................................74.3误差分析.......................................................84.4设计体会.......................................................84.5教学建议.......................................................8参考文献..............................................................10致谢................................................................11附录................................................................121电路原理图......................................................122CAD原理图......................................................133元器件布局......................................................144元器件清单......................................................165程序清单........................................................171AT89S52单片机单片机晶振电路单片机复位电路按键电路数码管显示器电源电路单片机复位电路单片机复位电路下载电路1设计任务及要求1.1设计任务我们的生活离不开时间，可以说时钟就是我们生存的一部分。此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。本次课程设计通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。1.2功能要求设计一个具有特定功能的电子钟，该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；小时的循环按12进制进行；第一次按电子钟的开关键，电子钟从00时00分00秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟系统调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可以进行时间的加减调