数字电子钟课程设计

单片机技术课程设计说明书数字电子钟系、部：电气与信息工程学院学生姓名：段仁亮指导教师：王韧职称副教授专业：电气自动化技术班级：电气1001班完成时间：2012年10月10日《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：电气1001～3三、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：两周；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2012年9月10日摘要在当今时代我们可以随意看到电子钟，电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。

随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟，所以其极具有推广价值。

学习了单片机技术以后，利用扩展单片机并行I/O口技术，连接LED数码管显示，接按钮控制，利用单片机芯片编程实现电子钟和秒表功能。

关键词数字电子钟；单片机；硬件电路；软件设计ABSTRACTNowadays we are free to see electric clock，electric clock a timer which is a use of digital circuit to display seconds,,minutes,pared with the traditional mechanical clock,It has traveltime accurate, show intuitional, no mechanical transmission device etc, thus it is widely used.As people of living environment constantly improving and beautification, We can see digital electric clock on many occasions so that it has the great worthy of publicity.After Learning the single microcontroller technology , taking advantage of technology of extending parallel I/O mouth , connecting LED digital to display, picking button control tube, using single chip computer chip programming realize function of electric clock and stopwatch .Key word s Digital electric clock；Single Micr0Controller；Hardware circuit；Software design目录1 设计方案及工作原理 (1)1.1 设计课题任务 (1)1.2 功能要求说明 (1)1.3 总体方案介绍 (1)1.4 工作原理介绍 (3)2 硬件系统设计 (4)2.1 硬件功能模块介绍 (3)2.2 原理图、PCB图、元器件布局图 (5)2.3 元器件部分清单 (5)3 软件系统的设计 (6)3.1 单片机资源使用说明 (6)3.2 软件系统各模块功能介绍 (6)3.3 软件系统程序流程框图 (7)3.4 软件系统的程序 (11)4 设计总结 (21)4.1 使用说明 (21)4.2 设计结论 (21)4.3 仿真结果 (22)4.4 误差分析 (22)4.5 教学建议 (23)结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录一：元件清单 (27)附录二：电路原理图 (29)附录三：PCB顶层图 (30)附录四：PCB底层图 (31)1 设计方案及工作原理1.1 设计课题任务●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。

1.2 功能要求说明本设计设计电子钟上电显示P.进入等待状态，按下K0键选择电子钟功能，电子钟开始计时。

作为电子钟使用时，首先该电子钟在功能上具有一般电子钟的固有功能，即能比较准确显示时间，当显示至59秒时分显示自动加一;当分、秒显示至59分59秒时，小时显示自动加一；当显示至23小时59分59秒时，电子钟自动变为0时0分0秒显示；还具有调整功能，可以调节时、分、秒。

作为电子钟使用时，其最长定时是24h，最小定时是0.01s，具有暂停、连续，清零、停止功能。

1.3 总体方案介绍电子钟的总体功能原理是以AT89S52单片机为主要的控制核心，通过外接8个独立式键盘作为控制信号源，两个四位一体数码管作为显示器件，单片机实时的去执行相应的功能。

在数码管上显示出来，此时通过不同的按键来观察和调节各种数据●硬件设计方案本电子钟主要由单片机、4*1独立键盘、显示接口电路和复位电路构成，设计课题的总体方案如图1所示图1 硬件设计方案●软件总设计框图（如图2所示）图2 软件总设计框图1.4 工作原理介绍在本次设计里完成了电子钟功能。

电子钟主要是利用单片机定时/计数器的工作和中断服务的作用完成计时功能的，首先用定时计数器采用工作方式1，定时50ms，然后在累加20次实现1秒，单片机的定时时间一到，单片机会自动中断使程序转向中断服务程序执行，中断服务程序执行完就会返回原程序，等待下一次定时时间的到来再次产生中断。

在此基础上，单片机按照已设定的程序执行下去，使单片机能计算时间量完成计时功能。

在单片机并行I/O口扩展键盘和数码管，实现对时间的调整和显示。