单片机电子钟论文答辩稿

Proteus 电路图设计
软件设计
• 程序流程图设计 • 源程序设计
开始
MAX7219初始化
DS1302初始化
从DS1302读取时间
时间送MAX7219显示
KeilC51进行程序调试
系统调试与仿真
• Proteus中Hex 文件选择
Proteus进行电子钟系统仿真
实现功能
• 当进入调整功能时，按第一个键K1进行减运算，按第二个
系统设计
• 电子钟系统硬件组成
单片机晶振电路
8位LED显示
单片机复位电路
时钟芯片 DS1302
AT89C51 单片机
数码管显示驱 动芯ห้องสมุดไป่ตู้ MAX7219 按键电路
蜂鸣器
AT89C51单片机简介
• AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器
（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗 称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除 只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反 复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制 造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相 兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯 片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器， AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌 入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
MAX7219工作原理简介
• MAX7219是MAXIM公司生产的串行输入/输出共阴极数码
管显示驱动芯片，一片MAX7219可驱动8个7段（包括小数 点共8段）数字LED、LED条线图形显示器、或64个分立的 LED发光二级管。该芯片具有10MHz传输率的三线串行接 口可与任何微处理器相连，只需一个外接电阻即可设置所 有LED的段电流。。它的操作很简单，MCU只需通过模拟 SPI三线接口就可以将相关的指令写入MAX7219的内部指 令和数据寄存器，同时它还允许用户选择多种译码方式和 译码位。此外它还支持多片7219串联方式，这样MCU就可 以通过3根线（即串行数据线、串行时钟线和芯片选通线） 控制更多的数码管显示。
DS1302的结构及工作原理
• DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、
低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、 月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年 补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接 口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次 传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内 部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存 器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼 容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时 提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
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键K2进行加运算。 按下第三个键K3,实现日期\时间调整及\定时功能，等数字 闪烁后，按一二键进行加减，从而可以进行具体日期时间 调整。 当定时设定后，到预定时间后，系统通过C51音乐程序演 唱歌曲-八月桂花。 按下第四个键K4，可以进行时间\日期切换，8位LED数码 管将显示时间或日期，采用24小时制。 时间显示格式为：时-分-秒；日期显示格式为：日-月-年。 具有实时显示当前计算机系统时间和日期的功能。
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致谢
• 通过不断努力，终于完成了此次毕业设计。
在此，首先感谢导师向继文老师，正是他 在万忙之中还抽出宝贵的时间对我进行精 心的指导，才使我顺利完成了毕业设计。 同时也感谢物理信息学院各个领导和老师 对我四年来的关心和帮助。使我在大学中 学到了许多宝贵的知识和经验。在此，衷 心地感谢你们！
结束
论文结构
• 1、绪论 • 2、系统设计 • 3、硬件电路设计 • 4、软件设计 • 5、系统调试与仿真
Proteus软件简介
• PROTEUS软件由Labcenter公司开发，是目前世界上最先进、最完整
的嵌入式系统设计与仿真平台，可以实现数字电路、模拟电路及微控 制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真、软件仿真、系统协同仿 真和PCB设计等功能，是目前唯一能够对各种处理器进行实时仿真、 调试与测试的EDA工具。微控制器系统相关的仿真需建立编译和调试 环境，可选择Keil C51uVision2 软件。该软件支持众多不同公司的芯 片，集编辑、编译和程序仿真等于一体，同时还支持PLM、汇编和C 语言的程序设计。它的界面友好易学，在调试程序、软件仿真方面有 很强大的功能。 其革命性的功能是：将电路仿真和微处理器仿真进行 协同，直接在基于原理图的虚拟原型上进行处理器编程调试，并进行 功能验证，通过动态器件如电机、LED、LCD、开关等，实时看到运 行后的输入、输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑 分析仪等， Proteus为我们建立了完备的电子设计开发环境。
论文题目：
基于单片机系统的电子钟设计与仿真
答辩人：邱送堂
选题背景
• 随着半导体技术的飞速发展，以及移动通信、网络技术、多媒体技术在嵌入
式系统设计中的应用，单片机从4位、8位、16位到32位，其发展历程一直受 到广大电子爱好者的极大关注。单片机功能越来越强大，价格却不断下降的 优势无疑成为嵌入式系统方案设计的首选，同时单片机应用领域的扩大也使 得更多人加入到基于单片机系统的开发行列中，推动着单片机技术的创新进 步。 • 然而传统的单片机系统开发除了需要购置诸如仿真器、编程器、示波器等价 格不菲的电子设备外，开发过程也较繁琐。来自英国Labcenter Electronics公 司的Proteus软件很好地诠释了利用现代EDA工具方便快捷开发单片机系统的 优势。它包括PROTEUS VSM（Virtual System Modelling）、PROTEUS PCB DESIGN两大组成部分，在PC机上就能实现原理图电路设计、电路分析与仿真、 单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证以及形成PCB文件的完整嵌 入式系统设计与研发过程。 • 单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软 件编程设计两个方面, 其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试3 个过程。如果采用单片机系统的虚拟仿真软件——Proteus，则不用制作具体 的电路板也能够完成以上工作。
欢迎各位评委老师提问、指正！
选题目的和意义
• 本文的电子钟系统是以单片机（AT89C51）为核
心，时钟芯片DS1302、数码管显示驱动芯片 MAX7219等元器件组成。具体介绍应用Proteus的 ISIS软件进行单片机系统的电子钟设计与仿真的 实现方法。该方法既能准确验证所设计的系统是 否满足技术要求,又能提高系统设计的效率和质量, 降低开发成本,具有推广价值。
电子时钟系统设计流程
• 如图
Protel DXP 与 Proteus 电路设计
源程序设计 生成目标代码
基于Proteus仿真
硬件电路设计
• 电路原理图设计 •
主要元器件功能介绍
• AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的 • •
低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。 DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、 带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、 分、秒进行计时。具有调时功能。时钟操作可通过AM\PM 指示决定采用24或12小时格式。 MAX7219是MAXIM公司生产的串行输入/输出共阴极数码 管显示驱动芯片。采用三线制串行接口技术进行数据传送， 可直接与单片机连接，用户能方便地修改内部参数实现多 位LED数码管显示。内含有硬件动态扫描显示控制，每块 芯片可驱动8个LED数码管。