单片机电子时钟课程设计

单片机电子时钟课程设计

1 电子钟功能及总体方案的介绍

1.1 电子钟功能介绍

1.1.1 基本功能要求

可调整运行的电子钟具有三种工作状态：“P.”状态、运行状态、调时状态。

（1）、“P.”状态，依靠上电或按复位键进入，在此状态下，按S3、S4、S5键均无效，按S2键有效，进入运行状态；

（2）、运行状态，按S2键进入，在此状态下，按S3、S4、S5键均无效，只有按S2键有效，按下S2键后，退出运行状态，进入暂停状态；

（3）、调时状态，在暂停此状态下，按S2、S3、S4、S5键均有效。如按下S2键，则退出调整状态，进入运行状态；按下S3键，则对时进行加一，按下S4、S5键对分、秒加一，调时结束后必须按A键，即可退出调时状态，进入运行状态。

基本功能要求：

“P.”稳定地显示在LED显示器的最左端数码管上，无S2键按下（在“P.”状态下，按下S3、S4、S5键无效），则不进入电子钟的运行状态，继续显示“P.”。按下S2键后，电子钟以起始时间：00时00分00秒开始运行。

再次按下S2 键后，电子钟退出运行状态，进入暂停状态，利用S3、S4、S5键把电子钟的显示时间修改为当前实时时间，时间修改正确后可再次按下S2键，电子钟则退出调时状态，进入运行状态。

1.2 总体方案介绍

1.2.1 计时方案

利用AT89S52单片机内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高，对单片机的指令系统能有更深入的了解，

从而对学好单片机技术这门课程起到一定的作用。

1.2.2 键盘/显示方案

AT89S52的P0口和P2口外接由八个LED数码管(LED7～LED0)构成的显示器，

四个按键S2、S3、S4、S5构成键盘电路。

AT89S52 是一种低功耗，高性能的CMOS 8位微型计算机。它带有8K Flash 可编程和擦除的只读存储器（EPROM），该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造，与工业上标准的80C51和80C52的指令系统及引脚兼容，片内Flash 集成在一个芯片上，可用与解决复杂的问题，且成本较低。简易电子钟的功能不复杂，采用其现有的I/O便可完成，所以本书中采用此的设计方案，结构如图1如示

2 硬件系统设计

2.1 硬件系统各模块功能介绍

2.1.1 单片机最小系统

单片机最小系统包括电源电路、时钟电路、复位电路。只有当单片机有了这些电路才会工作。电源电路给单片机供电，时钟电路给单片机提供计数时间，复位电路可以实现单片机的复位。

2.1.2 按键电路

按键电路的设计就是在一段公共接地，另一端通过上拉电阻接到P1口，当有按键按下，相应的口就会变成低电平，产生一个下降沿。

2.1.3 流水灯电路

流水灯电路直接挂接在单片机的P3口上，采用共阳接法。而蜂鸣器就接在P3.1口上。

2.1.4 数码管电路

数码管的段控口接在单片机的P0上，而位控口通过三极管接在单片机的P2口上。

2.1.5 下载口电路

下载口的1脚接P1.5口，2脚悬空，3脚接单片机的复位口，4脚接P1.6口,5脚接P1.7口，6脚接地，7、8、8、10脚接地。

2.1.6 电子钟的启、停及时间调整

电子钟设置4个按键通过程序控制来完成电子钟的启、停及时间调整。

S2键控制电子钟的启、停；

S3键时加一；

S4键分加一；

S5键秒加一。

2.2 系统电路图

原理图见附录。

2.3 元器件清单

3 软件系统设计

3.1 数字电子钟软件系统主要模块功能简要介绍

（1）主程序：主程序的主要功能是进行定时器/计数器，显示缓冲区的初始化，显示，以及判断是否有功能键按下，判断按下的键并调相应的键功能程序。

（2）键功能程序：键功能程序的主要功能是执行对应的功能，S0键为启动/暂停键，第一次按下则由待机状态进入运行状态启动时钟，从00-00-00开始显示，然后按下则暂停，按下S0进入调时状态，分别按下按下S1、S2、S3键进行加1调时，再按S0则进入时钟运行状态。

（3）中断服务程序：中断服务程序的主要功能是进行计时操作，程序开始先判断计数溢出是否满了20次，若不满20次则表明没有达到最小计时单位秒，则中断返回；若满20次表明已达到最小计时单位秒，则程序断续向下执行，进行分和时的计时。

（4）显示子程序：显示程序的主要功能是将显示缓冲区的段控码正确的显示在数码管上，采用动态显示，从右向左循环点亮每一位数码管。

（5）键扫子程序：键扫子程序的主要功能是判断是否有键按下，是哪个键按下。

3.2 电子钟程序流程框图

（1）主程序流程框图如图2

（2）中断服务程序流程框图如图3

（3）键扫子程序流程框图如图4

（4）显示子程序流程框图如图5

3.3 数字电子钟程序清单

程序清单见附录

图2 主程序流程框图

图3 中断服务程序流程框图

如图4 键扫子程序流程框图

如图5 显示子程序流程框图

4 电子钟设计结论

4.1 使用说明书

4.1.1 操作说明

(1)时间显示：

电子钟上电后,8个数码管显示初始状态即最左边的一个数码管显示P.。如果未显示P.，只需按一下复位键即可使其显示出P.。按下S2键后电子钟进入自动计时状态，电子钟显示00时00分00秒并开始运行。

(2)时间调整：

若要进行时间调整，则需再次按下S2键，进入时间暂停调整状态，然后按下S3键进行时钟的加一，按下S4键进行分钟的加一，按下S5键进行秒钟的加一，调整好时间后，按下S2键就可以回到调整好的时间为基础的自动计时状态。无论是在自动计时，还是在调整校正时，都可按下复位键使系统回到显示P.的初始状态。

4.2 电子钟运行结果

4.2.1 待机

上电复位或者按键复位后“P.”的显示（如图6所示）

图6 P.显示

4.2.2 启动

按下S2键后“00-00-00”的显示（如图7所示）