单片机电子时钟的设计报告

目录

1 引言 (1)

2 设计任务与要求 (2)

2.1. 设计题目 (2)

2.2. 设计要求 (2)

3 系统的功能分析与设计方案 (3)

3.1. 系统的主要功能 (3)

3.2. 系统的设计方案 (3)

3.3. 数码管显示工作原理 (4)

3.4. 电路硬件设计 (5)

3.4.1. 设计原理框图 (5)

3.4.2. 电源部分 (5)

3.4.3. 复位电路 (6)

3.4.4. 指示灯电路 (6)

3.4.5. 按键电路 (7)

3.4.6. 时钟电路 (7)

3.4.7. 驱动电路 (8)

3.4.8. 数码管连接电路 (8)

3.4.9. 主控模块AT89S52 (9)

3.4.10. 材料清单 (10)

3.4.11. 电路原理图、PCB图及实物图 (11)

3.5. 软件设计 (13)

3.5.1. 软件设计流程 (13)

3.5.2. 完整源程序 (15)

4 系统安装与调试 (21)

4.1. 硬件电路的安装 (21)

4.2. 软件调试 (21)

5 课程设计总结 (22)

参考文献 (23)

致谢 (24)

摘要

单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面。这次课程设计通过对它的学习、应用，以AT89S52芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的单片机电子时钟，包括硬件电路原理的实现方案设计、软件程序编辑的实现、电子时钟正常工作的流程、硬件的制作与软件的调试过程。电子时钟由5.0V直流电源供电，数码管能够比较准确显示时间，通过按键能够调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。

关键词：单片机；AT89S52；电子时钟；数码管；按键

1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。随着时间的推移，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，为了让时钟更好的为人民服务，就要求人们不断设计出新型时钟。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加一，满六十分小时加一，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。、如今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，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，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。

时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。

本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机AT89S52芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。

2设计任务与要求

2.1.设计题目

利用单片机定时器制作数字时钟并可以实现时钟的控制。

2.2.设计要求

（1）基本要求

①制作数字时钟系统；

②可以控制时钟电路，P1.0选择时、分、秒，P1.1对时、分、秒进行自加；

③灯的亮灭显示控制端，P3.7口黄灯亮表示控制时，P3.3口红灯亮表示控制分，红灯、黄灯一起亮表示控制秒。

（2）发挥部分

①时间精度为0.5秒。

3系统的功能分析与设计方案

3.1.系统的主要功能

利用AT89S52单片机内部的定时/计数器、中断系统、以及行列键盘和LED显示器等部件，设计一个单片机电子时钟。设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键实现设置时间和复位控制等。

此外还要实现对时间的调整功能，AT89S5的P1.0、P1.1、RST外接三个独立按键，当按下P1.0按键时，系统进入调时间的状态或启动时间显示的功能；当按下P1.1按键时，对显示的数码管进行加一的功能，达到调整时间的目的；当按下RST按键时，实现对电子时钟进行复位的功能。

3.2.系统的设计方案

整个系统采用应用广泛的AT89S52作为时钟控制芯片，利用单片机内部的定时器\计数器来实现的，它的处理过程如下：首先设定单片机内部的一个定时器\计数器工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间，然后用另一个定时器\计数器或软件计数的方法对基准时间计数形成秒，秒计60次形成分，分计60次形成小时，小时计24次则计满一天。然后通过数码管把它们的内容在相应位置显示出来即可。

数码管显示可以采用静态显示方法或动态显示方法。静态显示方法需要数据锁存器等硬件，接口复杂，时钟显示一般用6个或8个数码管。由于系统没有其他的复杂的任务处理，而且显示的时钟信息随时都可能变化，一般采用动态显示方式。动态显示方法线路相对简单，但需动态扫描，扫描频率要大于人眼视觉暂留频率，信息看起来才稳定。译码方式可分为软件译码和硬件译码，软件译码通过译码程序查得显示信息的字段码；硬件译码通过硬件译码器得到显示信息的字段码，实际中通常采用软件译码。

在具体处理时，定时器计数器采用中断方式工作，对时钟的形成在中断服务程序中实现。在主程序中只需对定时器计数器初始化、调用显示子程序和控制子程序。另外，为了使用方便，设计了简单的按键，可以通过按键实现时间调整和复位。