单片机多功能电子钟设计课程设计论文

单片机原理及应用

课程设计

题目单片机多功能电子钟设计

学院名称电气工程学院

《单片机课程设计》任务书

摘要:本文为基于单片机的数字电子时钟的设计。单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口于一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51系列的单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。，本次设计提出了系统总体设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，在用C语言设计了具体软件程序后，将各个模块完全编译通过过后,结果证明了该设计系统的可行性。通过运用所学的知识及查阅参考大量资料，按照课程设计的基本要求完成了设计。随着科学技术的不断发展,人们对时间计量的精度要求越来越高。数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替指针显示进而显示时间,减小了计时误差.这种表具有时、分、秒、显示时间的功能, 还可以进行时、分的校对。片选的灵活性好。传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而且利用率也比很低，随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。

该设计利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LED显示模块实时显示数字的设计方案，适当地解决了实际生产和日常生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的应用性。

关键字：51单片机；电子时钟；数码管显示； C程序

目录

引言 (8)

1 概述 (9)

1.1设计目的 (9)

1.2设计要求 (9)

2 设计流程图 (10)

3 电子原件介绍 (11)

3.1AT89C51介绍 (11)

3.1.1AT89C51标准功能 (11)

3.1.2AT89C51主要特性 (12)

4 电路设计 (13)

4.1数字时钟构成 (13)

4.2数字钟的工作原理 (13)

4.3各部分电路分析 (14)

4.3.1显示模块 (14)

4.3.2运算模块 (14)

4.3.3校时模块 (14)

4.3.4电路仿真图 (14)

5 软件设计 (17)

5.1C语言在单片机中的应用 (17)

5.2 程序设计 (18)

结束语 (19)

参考文献 (12)

附录一 C语言程序 (21)

附录二原理图 (27)

引言

1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。

1 概论

1.1设计目的

单片机以其功能强，体积小，功耗低，易开发等很多优势被广泛应用。本次数字时钟的设计就是需要通过选择合适的单片机来进行主控，再结合电路的知识，同时在软件的设计过程中用到液晶显示驱动、模数转换程序及汉字库的的设计，做到对我们所学数电、模电、单片机等知识的综合应用，最终实现所设计数字电子秤的各项功能，达到“巩固知识，培养技能，学而用之”的实践目的。通过这次课程设计，不但要提高我们在工作中的学习能力、探究能力、应用能力和动手能力，还要历练我们不畏艰难、不懂便学、有漏必补的认真严谨的工作态度，强化我们的社会适应力和社会竞争力，为走向社会提前试水，完善自我。1.2 设计要求

设计应包括以下基本功能：

（1）应用AT89C51单片机设计实现数字时钟电路。

（2）显示的数据为12：00：00，然后电路会自动开始计时。

（3）电路中有时、分、秒各自单独的调整按钮，时间调整按钮每按一次，相应的显示时间

加1。

（4）实现时分秒和的调时功能。

(5) 采用C语言编写程序并调试。

2 设计流程图

2 设计流程图

3 电子元件介绍

3.1 AT89C51介绍

高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、CMOS 、8位单片机。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。AT89C51的管脚图如图3.1所示：

图3.1 AT89C51管脚图

3.1.1 AT89C51标准功能

4k 字节FLASH闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，2个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种可选的节电工作模式。空闲方式体制CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器体制工作并禁止其他所有不见工作直到下一个硬件复位。

3.1.2 AT89C51主要特性

1、与MCS-51 兼容

2、4K字节可编程闪烁存储器

3、寿命：1000写/擦循环

4、数据保留时间：10年