单片机课程设计报告—LED显示电子钟

《单片机原理及其接口技术》

课程设计报告

课题LED显示的电子钟

姓名

学号

院系自动控制与机械工程学院

班级

指导教师

2012 年6 月

目录

一、课程设计目的 (3)

二、课程设计要求 (3)

三、设计内容 (4)

四、硬件设计需求 (5)

1、硬件系统各模块功能 (5)

（1）、单片机最小系统——AT89C51 (5)

（2）、LED数码管显示模块 (8)

（3）、晶振模块 (9)

（4）、按键模块 (10)

五、电路软件系统设计 (10)

1、protues软件简介 (10)

2、仿真结果 (11)

3、流程图 (13)

六、误差分析 (15)

七、总结与心得体会 (15)

八、参考文献 (16)

九、附录（程序） (16)

一、课程设计目的

单片机课程设计作为独立的教学环节，是自动化及相关专业集中实践性环节系列之一，是学习完《单片机原理及应用》课程后，并在进行相关课程设计基础上进行的一次综合练习。

单片机课程设计过程中，学生通过查阅资料，接口设计，程序设计，安装调试等环节，完成一个基于MCS-51系列单片机，涉及多种资源应用，并且有综合功能的小应用系统设计。使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路，电子元器件等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程，调试，相关仪器设备和相关软件的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解，加深单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器，中断，片内外存储器，I/O接口，串行口等。使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程，方法及实现，强化单片机应用电路的设计与分析能力。提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风，培育学生综合运用理论知识解决问题的能力。

二、课程设计要求

课程设计应以学生认知为主体，充分调动学生的积极性和能动性，重视学生自学能力培养。根据课程设计具体课题安排时间，确定课题的涉及，变成和调试内容，分团队开展课程设计活动，安排完成每部分工作。课程设计集中在实验室进行。在课程设计过程中，坚持独立完成，实现课题规定的各项指标，并写出设计报告。

要求学生自己调研，设计系统功能，划分软硬件功能，选择器件，用Proteus软件在PC机上完成硬件原理图设计。然后使用使用Proteus软件在PC机运行系统仿真，调试电路和修改调试程序。对整个系统做试运行，有问题再进一步修改调试，直至达到设计的要求和取得满意的效果。最后编写系统说明书，其内容主要包括系统功能介绍，使用范围，主要性能指标，使用

方法，注意事项等。

三、设计内容：

1、设计题目：LED显示的电子钟

2、设计任务：基于AT89C51单片机,制作一个LED显示的智能电子钟。

3、设计要求及功能：

（1）、用6个7段LED数码管作为显示设备，设计时钟功能。

（2）、显示格式，日期：YY MM DD,时间：HH MM SS.

（3）、可以分别设计年、月、日，时、分、秒。在复位后的日期应该为：12 01 01，时间为：00 00 00。

（4）、秒钟复位功能，当秒位键按下后，秒的那位回到00 。

（5）、键盘按键个数应该万为己确定。

（6）、@时间、月、日自行交替显示，或者按键切换显示。

（7）、@12小时和24小时切换功能。

（8）、@还要实现闹钟功能。

4、设计提示：

1）、LED宜采用动态扫描显示；

2）、采用定时器，也可以考虑外部扩展专用时钟芯片DS1302.

3）、参考Protuse仿真效果图。

5、设计要求：

要求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《单片机原理与接口技术》课程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。基于AT89C51单片机，制作一个LED显示的智能电子钟。

6、设计课题总体方案及工作原理说明

设计中采用AT89C51芯片及LED显示器，一些独立式按键构成一个简单的数字电子钟。设计中是采用单片机的内部定时器进行定时，程序框图如图3.1所示

整个电子钟的工作原理是：在正常的供电状态下，首先利用单片机定时，到了相应的时间由单片机将所需要显示的数据送到LED显示器的输入口，当有键按下时则进入相应的按键显示和调整状态，进行按键调整。

图3.1 总的设计的框图

四、硬件设计需求：

硬件设计是指应用系统的电路设计，包括单片机芯片、控制电路、存储器、I/O接口等等。硬件设计时，应考虑留有充分余量，电路设计力求无误，因为在系统调试中不易修改硬件结构。

如原理图所示，硬件系统主要由单片机最小应用系统、LED数码管显示模块、电源模块、晶振模块、按键模块等组成。

1、硬件系统各模块功能：

（1）、单片机最小系统——AT89C51:

由AT89C51单片机由时钟电路和复位电路构成。AT89C51是一种带8K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。时钟电路由一个12MHZ的石英晶体振荡器和两个22pF的的电容组成振荡电路和分频电路，为单片机提供内部时钟。复位电路采用上电复位和按键复位结合的方式对电路进行复位，主要是通过RST引脚送入单片机。