基于单片机的LED旋转时钟设计报告_图文(精)
基于单片机的旋转时钟设计讲解
学士学位毕业设计（论文）基于单片机的旋转时钟设计学生姓名：王小明指导教师：韩老师所在学院：信息技术学院专业：电气工程及其自动化Xxxxxxx大学中国·xx2011 年 5 月Xxxxxxx 大学本科毕业设计（论文）任务书学生姓名 王小明 所在班级 电气2007级(3)班导师姓名 韩老师 导师职称 副教授论文题目 基于单片机的旋转时钟设计题目 分类1．应用与非应用类：〇工程 〇科研 〇教学建设 〇理论分析〇模拟 2．软件与软硬结合类：〇软件〇硬件〇软硬结合〇非软硬件 （1、2类中必须各选一项适合自己题目的类型在〇内打√）主要研究内容及指标：在稳定旋转地载体上安装20个LED 发光器件，静止时，各列发光管等间距分列排开，随着扫描速度的加快，在计算机软件精确的时序控制下，不断扫描出预设的时间，文字，图案等。
主要参考文献：[1]Fan yang,Guoping Li,Huipeng Li.Design&Development Of A Remote TemperatureMonitor Systems Of Web Using Virtual Instruments.advancesincomputer,information,and systems sciences and engineering.2006[2]张迎新等.单片机初级教程——单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社.2006 [3]周坚.单片机C 语言轻松入门.北京：北京航空航天大学出版社.2006[4]周兴华.手把手教你学单片机C 语言程序设计.北京：北京航天航空大学出版社.2007阶段规划：2010年12月20日——2011年1月20日 温习单片机的理论知识 2011年1 月 21日——2011年2月22日 温习单片机编程理论知识 2011年2 月 23日——2011年3月12日 温习Protel DXP 基础理论 2011年3 月 13日——2011年3月19日 购买电子元件2011年3 月 20日——2011年4月25日 PCB 设计硬件焊接及软件编程 2011年4 月 26日——2011年5月15日 整理论文准备答辩开题时间 2010年12月20日 完成论文时间2011年5月21日专家审定意见：系主任签字：2010年12月13日 注：1．任务书由指导教师填写后交给学生，要求学生妥善保存。
推荐-基于PIC16F877的LED旋转时钟单片机设计实验报告 精品
20XX年小学期单片机设计实验报告题目：基于PIC16F877单片机的LED旋转时钟班级：学号：班内序号：实验组号：学生姓名：指导教师：基于PIC16F877单片机的LED旋转时钟――班实验摘要本次我们制作的基于PIC16F877单片机的LED旋转时钟是能够输入、显示时间的时钟。
结构新颖，效果奇特。
加入了现代科技的元素，利用人眼的视觉暂留特性，解决了传统时钟结构单一，显示效果固定的缺陷，更好了满足了人们对美的追求。
整个系统中，微控制器采用了Microchip公司的PIC16F877，软件设计中涉及PORTA用作普通数字I/O脚控制按键输入，PORTB、PORTC控制灯的亮灭，PORTD向时钟芯片DS1302写入和读出时间。
概括来说，本实验就是用人眼的视觉暂留特性，用PIC16F877单片机作为主控芯片，采用电机带动发光二极管高速旋转，利用频闪显示原理呈现时钟画面。
A b s t r a c tIn this experiment, we made a LED rotating clock base on PIC16F877 MCU. It can input and show time. Its structure is novel and its effect is amazing. It’s full of modern technology element. With human eyes’ persistence of vision, it solves traditional clock’s structure and effect’s disadvantage, fits human pursue for beauty better.The system uses the production of the Microchip cord--PIC16F877. The design includes the drive of PORTA as general digital ports to input time, the drive of PORTB and PORTC to control the LED’s on, the drive of PORTD to write and read time on DS1302.In conclusion, with human eyes’ persistence of v ision, this experiment uses PIC16F877 MCU as master chip, uses motor to drive LED rotate at high speed, uses strobe display principle to show the clock.关键字单片机——microcontroller 芯片——CMOS chipLED旋转时钟-- LED rotating clock一.实验论证与比较1.LED显示模块LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。
基于51系列单片机的led旋转显示器
LED 旋转显示器题目：基于51单片机的LED旋转显示器LED旋转显示器的设计摘要LED旋转显示器时基于视觉暂留原理，开发的一种旋转式LED显示屏。
其在具有一定转速地载体上安装16个LED发光器件，各LED发光管等间距排位一条直线，随着旋转速度的加快，在计算机软件精确的时序控制下，不断扫描出预设的文字，图案等。
使用一个光耦（U型槽的红外对管）作为定位传感器，当旋转一周时，挡光板遮挡光源，光敏三极管的集电极输出高电平，当离开挡光板时，集电极再次输出低电平，从而给单片机一个下降沿的跳变型号，产生一个中断，从而更新显示。
供电部分，因为整个装置是在不停的高速旋转当中，所以我们做了一个简单的电刷装置，把220V的交流电通过变压器变成12V的交流电，再由桥式整流电路，和滤波电路，变为平滑的直流电，最后通过7805芯片输出我们需要的5V直流电源，通过电刷把电源和指针板上的单片机连接为其供电。
而旋转载体因为需要12V的电压源，所以采用分别供电的方式。
关键字： LED, 视觉暂留，直流电机，桥式整流,旋转。
目录摘要 ................................................................................................................................................................ I I1 LED旋转显示器在实际中的意义 (1)2 显示原理 (2)3 系统硬件电路的设计 (3)3.1 系统硬件框图 (3)3.2 系统硬件原理图 (3)3.3 光耦传感器模块的设计 (4)3.4 遥控模块的设计 (4)3.5 显示模块的设计 (7)3.6 电源模块的设计 (7)3.7 指针板的制作 (9)4程序的设计 (10)4.1 程序设计的分析 (10)4.2 各模块程序的流程图及功能说明 (11)4.2.1.MAIN函数部分 (11)4.2.2.外部中断0服务程序部分（void INT00(void)interrupt 0） (11)4.2.3．定时器T0中断服务程序（void kjp_test(void)interrupt 1） (12)4.2.4．定时器T1中断服务程序（void Time_luoji()interrupt 3） (12)4.3完整的C程序 (13)5 作品的改进 (21)5.1遥控器部分 (21)5.2时钟芯片的部分 (21)1 LED旋转显示器在实际中的意义LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。
基于单片机的LED旋转时钟设计与制作
《旋转LED时钟设计》题目：基于单片机的旋转LED时钟设计学院：机电工程学院专业： 08电子科学与技术学号： 081292074 姓名：邱文2011 年12 月20 日摘要:现在是一个知识爆炸的新时代。
新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。
可以毫不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变我们的生活，改变着我们的世界。
近年来，随着电子产品的发展，人们对时钟的要求越来越高，而在对要求高之余，又要讲究有创意，新奇，所以在这个基础上设计一款既能满足人们的要求，又要有创意的时钟装置是很有必要的，贴片LED旋转屏时钟在可以计时的基础上，又能够满足人们对事物要有创意的需求。
我们组本次设计采用的是POV LED（POV即persistence of vision视觉暂留）技术，它指的是，借助人的视觉暂留效果，通过少量LED灯的机械扫描方式来显示各种字符或者图像。
其原理很简单，就是靠电动机带动一排LED灯绕电机轴高速旋转，与此同时单片机控制各个LED灯在旋转平面相应的位置上点亮，构成一幅点阵画，虽然它们不是同时点亮的，但由于人的视觉暂留效果，会误以为每个点都是同时点亮的。
其具体应用是电影的拍摄和放映。
原因是由视神经的反应速度造成的，其时值是二十四分之一秒。
是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。
关键字：单片机、LED、时钟、视觉暂留、红外接收、扫描显示1、设计任务与要求1.1 设计任务设计一个旋转LED指针显示时钟。
1.2 技术指标能准确显示即时的时间，旋转盘面平稳，显示的数字稳定，时钟误差小。
2、方案比较与论证单片机、LED等电路必须安装在高速旋转的电动机上面，无法采用电线进行供电，使系统供电变得极为麻烦，常见的方法有3种。
方案一：用无线输电的方法，无触点，长寿命；方案二：用电动机电刷的方法，简单有效；请注意：这样寿命很短，必要时请自行在电路板上加焊一层耐磨导电层，如果电刷触点不够光洁以及接触压力大，几小时就可以将线路板上的铜皮磨穿。
用贴片LED制作的旋转屏数字钟(有图精华版)
其次，单片机的体积也远小于其他两种方案。单片机本身一般用40引脚封装，当然功能多一些的单片机也有引脚比较多的，如68引脚，功能少的只有10多个或20多个引脚，有的甚至只有8只引脚。
当然，单片机无论在速度还是容量方面都小于其他两种方案，但是在实际工作中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能。例如，控制电冰箱的控制器就不需要使用嵌入式系统，用一片52就可以轻松实现。所以应用的关键是看能否够用，是否有很好的性能价格比。52系列的单片机已经面世多年，依然没有被淘汰，还在不断发展中，这就说明是他有广阔的应用前景
This design USES LED by a row rotating screen patch LED lamp, make its water use of visual remain high rotation speed, high resolution, forming the effect of dot matrix display character, screen, can design of Chinese characters, even, and design looks and the suspended in the air transparency, very dazzle eye. Plus single-chip microcomputer control, but also become a unique piece of digital clock. When the human eye, light observed scenery in brain nerve, should be introduced into signals through a short time, light effect ends, the visual image is not immediately disappear, the residue after the visual says "as", visual this phenomenon is called "visual temporarily leave". The concrete application is film and screened. Reason is caused by the response speed of the optic nerve, its duration is 24 points of a second. Is animation, movies and other visual media according to the formation and transmission.
制作的旋转屏数字钟
设计与制作
1总体方案设计
1.1系统框图
按照设计要求，本贴片LED旋转屏数字钟需要由单片机STC89C52RC、LED流水灯、同步光电门、接收电路、电源等组成。如图1.1所示
图1.1 系统框图
1.2系统功能介绍
数字钟由一排LED流水灯通过旋转显示时间，然而显示中文，至少需要一个12X16的点阵，这意味至少需要12个LED。以此类推，点阵的垂直分辨率越高。所需的LED数目就越多，受I/O口等因素的限制，故采用12个LED是最佳选择，这样恰好占用2组I/O口。12个LED通过旋转能形成超过12X100分辨率的点阵，显示ASCII码时用5X8点阵，只使用其中的8个LED，显示汉字用12X16点阵，所有LED全部使用（如图1.2）。
单片机附属电路主要有晶体振荡电路和复位电路。
2.4.1振荡电路
石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器，它用来稳定频率和选择频率，是一种可以取代LC谐振回路的晶体谐振元件。
晶体振荡电路如图2.3所示：
图2.3晶体振荡电路
此晶振电路所选用的石英晶振频率为22.1184MHz。
时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如12MHz的晶振，它的时间周期就是（1/12μs），是计算机中最基本的、最小的时间单位。
LED旋转形成了一个等效点阵，控制方法与点阵十分相似。LED旋转屏主要有2种，一种是平面型，另一种是圆柱型；平面型显示时会使字符变形，且显示的字符不是立体的，不符合设计要求，而圆柱型则没有这些问题，故本次设计是采用圆柱型的LED旋转屏。
1.5遥控控制方案
LED旋转屏显示时是无法使用按键对单片机进行控制的，需要控制功能时，只能采用遥控，无线遥控效果不错，但红外遥控会简单很多，而且可以采用市场上容易买到的成品遥控器，而省去制作控制器的麻烦，故本次设计采用红外遥控，遥控器为5Y-29遥控器，接收端为一体化红外接收头VS1838b捕捉空间的红外信号，占用单片机的外部中断1进行红外解码。如图1.3所示
基于51单片机的旋转LED时钟详细制作介绍
{
xz=8;
key1=1;key2=0;
EA=1;
IT0=1;EX0=1;
IT1=1;ET0=1;
TMOD=0x11;
TH0=-5000/256; TL0=-5000%256;
TR0=1; for(;;){
Delay(10);
if(sw==1) {display_clock();sw=0;}
}
}
Delay(20);
P1=0xff;P2=0xff;
}
} void display_clock(void)
{
key1=!key1;key2=!key2;
disp1=BUFFER[3]/10;disp2=BUFFER[4]-(BUFFER[4]/10)*10;
ii=disp1*16;jj=disp2*16;
0x00,0x00,0x70,0x00,0xf8,0x40,0x88,0x40,
// -9-
0x88,0x40,0x88,0xc0,0xff,0x80,0x7f,0x00,
0x00,0x00,0x00,0xc0,0x01,0x80,0x03,0x00,
// -/-
0x06,0x00,0x0c,0x00,0x18,0x00,0x30,0x00,
}; unit disp1,disp2,key1,key2;
unit ii,jj;
unit i,sw,xz; void Delay(unit ms){
ms=ms*3;
while(--ms);
}
void num_led(int kk, int tt)
{
int jj;
for(jj=0;jj<8;jj++){
基于PIC6F877的LED旋转时钟单片机设计实验报告
基于PIC6F877的LED旋转时钟单片机设计实验报告一、实验目的本实验旨在通过基于PIC6F877的LED旋转时钟单片机设计，实现一个能够显示时间的LED旋转时钟。
二、实验原理1.单片机介绍PIC6F877是一款采用RISC架构的8位单片机，具有较高的运算速度和较低的功耗。
它包含有8KB的程序存储器，368字节的数据存储器，以及33个针脚。
2.LED模块通过控制单片机的输出引脚来控制LED的点亮和熄灭，通过改变输出引脚状态和频率可以实现不同的LED显示效果。
3.时钟电路通过引入外部晶振，使单片机能够准确计时，并能够显示当前时间。
4.显示模块利用8个LED灯模拟小时和分钟的显示，通过改变LED灯的状态和亮度来实现具体的时间显示。
三、实验设计1.硬件设计根据实验原理部分的介绍，设计了如下硬件连接图：（这里插入硬件连接图）2.软件设计根据实验原理部分的介绍，设计了如下软件流程图：（这里插入软件流程图）四、实验步骤1.硬件搭建按照硬件设计部分的连接图，将PIC6F877、LED模块、时钟电路等元件进行连接。
2.组装LED模块根据硬件搭建完成之后，将LED模块按照要求进行组装，确保LED灯能够正确显示时间。
3.编写程序根据软件设计部分的流程图，使用C语言编写程序，实现LED旋转时钟的功能。
主要包括计时、显示时间、控制LED灯亮灭等功能。
4.烧录程序将编写好的程序通过编程器烧写到PIC6F877芯片中。
5.调试测试将烧录好程序的PIC6F877芯片插入到硬件搭建好的电路中，将时钟电路和电源连接。
六、实验结果经过以上步骤，完成了LED旋转时钟的设计和搭建。
实验结果显示，LED灯能够准确显示当前的时间，并且能够根据时间的变化进行旋转。
七、实验总结通过本次实验，我进一步了解了单片机的基本原理和应用，掌握了使用PIC6F877进行LED旋转时钟设计的方法和技巧。
同时，在实际操作过程中，我也遇到了一些问题和困难，通过不断的思考和排查，最终成功解决了这些问题，并获得了满意的实验结果。
基于单片机的旋转LED显示屏设计
摘要本设计是基于单片机，采用LED阵列旋转的方式来显示文字，利用人眼的余晖效应这一特点，只需要设置两列显示阵列并在电机的作用下高速旋转，就可以显示出很好的动画效果，即可以使用较少的LED就可以实现显示屏的功能。
LED旋转式显示屏可以弥补平板式显示屏的缺点，利用较少资源，能降低成本。
本设计在深入了解LED与单片机的工作原理的基础上，采用STC12C5A32S2单片机做为控制核心，控制LED的点亮和熄灭，采用DS1302时钟芯片来提供准确的时间信息，显示部分电路采用无线供电方式供电，以弥补电池供电带来的缺点，采用红外二极管来控制电机转速以保证显示出的内容正确。
软件设计采用Keil uVision4软件开发平台和C语言来编写程序。
关键词：旋转LED 单片机无线供电显示屏ABSTRACTThis design is based on a SCM(single chip microcomputer), which uses LED array rotation to display text. Taking advantage of the afterglow effect of human eyes, it only needs to set up two columns of display array and rotate at high speed under the action of a motor to display a good animation effect. In other words, less LED can be used to realize the function of the display screen. LED rotary display can make up for the shortcomings of flat-panel display, use less resources, can reduce costs.This design on the basis of thorough understanding of LED and the working principle of SCM, adopting STC12C5A32S2 MCU as control core, control the LED light and extinguish, DS1302 clock chip is used to provide an accurate time information, the display circuit uses wireless power supply to make up for the disadvantages brought by battery power supply, the infrared diode is used to control the motor speed to ensure that shows the content of the right. Keil uVision4 software development platform and C language were used for software design.Key words: LED SCM wireless power supply display screen目录第一章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2国内外发展状况 (1)1.3本文研究内容 (2)第二章系统元器件及旋转式LED显示屏的工作原理 (3)2.1 系统元器件工作原理 (3)2.1.1 发光二极管工作原理 (3)2.1.2 单片机工作原理 (4)2.1.3 电机工作原理 (5)2.2 旋转LED工作原理 (6)第三章旋转LED显示屏的硬件电路设计 (8)3.1 系统硬件电路总体方案设计 (8)3.2 单片机最小系统模块设计 (9)3.3 无线供电及电机供电模块设计 (10)3.4 显示模块设计 (12)3.5 红外信号控制模块设计 (13)3.6 时钟模块设计 (14)3.7 串口通讯模块设计 (14)第四章旋转LED显示屏的软件程序设计 (15)4.1 计算机语言与开发环境 (15)4.1.1 汇编语言和C语言的 (15)4.1.2 KEIL软件 (15)4.1.3 STC-ISP软件 (16)4.1.4 PCtoLCD2002取模软件 (17)4.1.5 Proteus软件 (18)4.2 软件设计 (19)4.2.1 系统主程序流程图 (19)4.2.2 汉字取模显示程序 (19)第五章旋转LED显示屏的调试 (21)5.1 硬件部分调试 (21)5.2 软件部分调试 (22)总结 (24)第一章绪论1.1课题背景及意义在如今这个快速发展的社会中，人们在工作生活中无时无刻不在接收外界的信息，这已经成为一个必不可缺的环节。
旋转LED电子钟led
本科学生毕业设计
旋转 LED 电子钟的设计
系部名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 职 称：
电子工程系
黑龙江工程学院 二○ 年 月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
The Design of Multifunctional Clock Based on MCU
黑龙江工程学院本科生毕业设计
第1章 引 言
1.1 课题研究的目的意义
LED 电子显示屏是随着计算机及相关的微电子﹑光电子技术的迅猛发展而形成的 一种新型信息显示媒体。它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积 的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本 低等特点，逐步开始普及。广泛应用于排队系统，报站系统，商业广告等，走进人们 的生活。LED 显示屏是多种综合应用的产品，涉及光电子学、半导体器件、数字电子 电路、大规模集成电路、单片机及微机等领域，设计要求基于 LED 点阵实现电子宣传 广告屏的设计，实现对文字和图片信息的动态显示，达到信息传播、宣传的作用。
另外 LED 旋转显示器并没有被人们广泛认知，作为电子爱好者就应该把新鲜有趣 的电子作品发扬光大。论文中我详细地叙述了扫描显示的原理，介绍了各种扫描显示 的电子作品。通过对这些类似作品的比较，再加入我自己的想法和创意，确立了我所 要制作的旋转时钟的方案。接着具体说明了制作旋转时钟所需要的硬件设备的功能与 特性，主要包括单片机 STC89C52、时钟芯片 DS1302 以及红外遥控芯片 TC9012。之 后进行软件设计，画出各程序的流程图，并对重要程序代码作了解释。最好通过软件 调试得出结论，证明了我所设计的旋转时钟方案是可行的。
基于单片机LED显示器的数字钟设计
显示模块的独立性强，增强了数字钟的可视化程度。在此模块的设计中，设置专用显示数据缓冲区20H-27H与时分秒及其他数据缓冲区数据区别，在其中存放的是各个数码管要显示数字，而其他缓冲区存放的是时间数据。在显示时，首先分别将时分秒BCD码数据转化为各个数码管要显示的数字，分别存储于相应的专用显示区，然后通过8255A的A口输出段码至数码管，B口输出位选信号，接着A口输出下一个段码，B口输出下一个位选信号，依此循环则可实现八
扫描速度。当然在这种方式下，还可以使用多个状态键，每个状态键，完成一个对应数据的调整。后者则不同，因为状态的调整，与状态的操作可以分别由两个键控制，其状态的调整数可以多达256个（理论上），操作的完成是这样的，一键控制状态的调整，一键控制数据的调整。以上两种方式的实现都可以采用查询和中断的方式，且两者进行相关操作的过程不能太长否则会影响显示的扫描。
单片机以其体积小，使用灵活方便，成本低，易于产品化，抗干扰能力强，可在各种恶劣环境下工作等特点，广泛的应用于工业控制，智能仪表，家用电器，机器人，医疗仪器，军事装备等方面。为了加深对单片机应用的认识，巩固所学的单片机知识，本次科研训练特选题“基于单片机数码管显示的数字钟设计”，尝试基本电路设计和汇编语言编程以及锻炼实践动手能力。
位数码管的静态输出。但由于人眼视觉分辨率远远低于数码管循环点亮的速度，所以人们看到的数字钟还是相对稳定的。
图6.显示模块流程图
3.4调整模块
数据调整有多种方式：可以直接进入相关状态进行有关操作；可将调整分两步，先进入状态，然后执行操作，分别由两个键控制。前者比较直接，设计思想也比较简单，但是，这种方式存在操作时间和控制键数目的矛盾。如果用比较少的键，那么可能会在进入状态后处于数据调整等待状态，这样会影响到显示的
单片机课程设计-新颖60个LED旋转电子时钟_图文(精)
⑹给出全部电路和源程序。
2、发挥部分
⑴用60只LED发光管旋转显示，模拟“秒针”的行走。
⑵模拟“秒针”行走的“嘀哒”声。
⑶增加室温检测和显示功能（可与时间交替显示）。
⑷增加停（掉）电保护功能。
⑸提高计时精度，使年计时误差小于30秒。
⑹增加日自动校准功能，使得该电子钟“永无误差”。
数码管显示器有二种工作方式，即静态显示方式和动态扫描显示方式。
为节省端口及降低功耗，本系统采用动态扫描显示方式。动态扫描显示方式需解决多位1LED数码管的“段控”和“位控”问题，本电路的“段控”（即要显示的段码的控制）通过P0口实现；而每一位的公共端，即LED数码管的“位控”，则由P3口控制。这种连接方式由于多位字段线连在一起，因此，要想显示不同的内容，必然要采取轮流显示的方式，即在某一瞬间，只让其中的某一位的字位线处于选通状态，其它各位的字位线处于断开状态，同时字段线上输出这一位相应要显示字符的字段码。在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位则暗。在本系统中,字位线的选通与否是通过PNP三极管的导通与截止来控制,即三极管处于“开关”状态。
系统的时分显示部件由4只7段共阳LED数码管构成，前两只用于时的显示，后两只用于分的显示。值得一提的是，在设计中需要实现时与分之间的两个闪烁点，为此，
将第三只LED数码管倒置摆放，这样就形成了两个很自然的闪烁点。与此同时，为了能使两点显示能够形象的表示时钟“秒”的变化，设计时，将两个点由P1.7单独控制，每隔一秒使P1.7发送一个正脉冲，从而实现了两个点的闪烁显示，闪烁周期为一秒。
根据AT89C2051单片机灌电流能力强，拉电流能力弱的特点，我们选用共阳数码管。将AT89C2051的P1.0～P1.7分别与共阳数码管的a～g及dp相连，高电平的位对应的LED数码管的段暗，低电平的位对应的LED数码管的段亮，这样，当P0口输出不同的段码，就可以控制数码管显示不同的字符。例如：当P0口输出的段码为1100 0000，数码管显示的字符为0。
基于51单片机的LED时钟设计
《微机原理与接口技术》Microcontroller and Interface Technique研究性教学训练载体—学生作品所属学院：机械与电子控制工程学院专题名称：基于51单片机的LED时钟设计授课时间：2016-2017学年第二学期项目组长：彭润锋项目组员：杨万琪、李学、三奇尔指导教师：万里冰提交日期：2017年6月9日目录1. 研究背景与意义 (1)2. 基本设计思路 (2)3. 时钟程序解析 (3)3.1时、分、秒程序 (3)3.2按键程序 (3)4.Proteus仿真电路 (4)5.实物电路及结果 (6)6.实验研究总结....................... 错误!未定义书签。
参考文献 (7)附件1 程序 (8)摘要：自诞生以来，单片机的应用日趋广泛，应用领域日趋扩展，而MCS-51系列单片机是各单片机中最为典型的一种。
这次课题设计，以AT89C51芯片为核心，通过必要的电路，构成简单的电子时钟。
数字时钟系统的主要任务是:采用单片机为核心器件产生24h（24小时）时间，并用LED显示器将他显示出来。
这样简单的设计，直观反映单片机的应用。
软件和硬件的开发是这次设计必不可少的。
关键词：AT89C51；数字时钟；LED数码显示管1. 研究背景与意义随着电子技术的飞速发展，以单片机为核心设计的数字钟越来越受到人们喜爱。
因其具有功能强、体积小、功耗低、价格便宜、工作可靠等特点，广泛应用于自动控制、智能化仪器仪表等各个领域。
一个完整的数字钟电路就是一个单片机的最小系统，该系统由键盘输入电路、单片机、复位电路和LED显示电路几个方面构成。
数字钟采用数字电路实现时、分、秒计时，应用非常广泛。
由于集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭路灯、定时通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。
单片机课程设计---基于STC89C52的旋转LED时钟
题目名称基于STC89C52的旋转LED时钟一、课程设计的内容用STC89C52单片机制作一测温仪旋转LED时钟：1.设计并绘制硬件电路图；2.焊接好元器件；3.编写程序并将调试好的程序固化到单片机中。
二、课程设计的要求与数据单片机采用STC89C52芯片，时钟芯片采用DS1302。
用电机带动驱动板旋转系统上电后，驱动板的LED将会在电机带动下动态扫描出时钟画面，并且可以用红外遥控调时。
三、课程设计应完成的工作1. 完成软件、硬件的设计，并进行硬件的焊接制作，并将调试成功的程序固化到单片机中，最后进行硬件与软件的调试；2.撰写设计说明书。
四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献谭浩强.C语言程序设计（第二版）。
北京：清华大学出版社，1999年12月广东工业大学课程设计任务书 (1)摘要 (4)一、课题设计的要求及目的 (5)1.1设计要求 (5)1.2课程设计目的 (5)二、设计方案 (5)三、系统框图与工作原理 (8)3.1单片机系统工作架构 (8)3.2系统工作原理 (10)四、设计元器件说明 (10)4.1PLCC STC89C52RC简介 (10)4.2 74HC573芯片与光电传感器简介 (12)4.3 红外简介 (13)4.4 DS1302、LM7805芯片简介 (15)4.5 LED 动态显示原理 (17)五、系统硬件电路设计 (18)六、系统软件设计 (19)6.1 单片机解码红外信号程序 (19)6.2 单片机读写DS1302程序 (22)6.3自适应转速 (25)6.4 数字显示模式 (26)6.5指针显示模式 (26)七、总结与体会 (27)八、参考文献 (27)附录A 完整源程序 (28)附录B 实物图 (41)旋转LED钟，在国外一般称为“螺旋桨时钟”（propeller clock），是利用“视觉暂留”原理制作而成。
将单片机控制的LED流水灯设备稍作改进，让它动起来，就能神奇地显示各种字符或图案，其效果如浮在空中一般。
旋转LED时钟
旋转LED时钟
一、任务
设计并制作一个旋转LED时钟，使用单片机控制一排旋转的LED灯的亮灭和电机的转速，动态显示出时钟的信息。
二．要求
基本要求
1、显示方式为指针式，旋转显示时钟的12个刻度和3个指针。
时间设置可手动调节。
2、利用单片机控制电机的转速以及正转反转。
3、制作一个键盘来实现上述控制。
发挥部分
1、数字式显示，旋转显示出时间的数字值，显示方式可切换。
2、显示出汉字和任意图形。
3、使用时钟芯片来控制时间。
4、自制为系统供电的电源。
三、说明
设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。
完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。
不能购买现成的套件。
四、评分标准
五、备注效果图如下：。
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单片机课题结题分析报告课题名称：LED旋转时钟二O一一年十二月LED旋转时钟【摘要】本实验利用单片机的特性，将各种廉价的原材料自制成可用于室内装饰和便利生活的LED 旋转时钟。
其制作方法简单、整体结构紧凑、材料环保、成品便于移动、外形美观而且成本低廉。
【关键词】发光二极管单片机系统旋转视觉停留编码显示时间一、课题背景：课题构思背景在课题构思初期，本组计划用51单片机来实现变色光纤花篮的控制（本组大二期间物理课题，计划将其改进）。
之后通过查阅资料，本组认为制作旋转时钟与变色光纤花篮大体原理相同，但在技术知识上比变色光纤花篮更进一步，所以将课题目标定为“旋转时钟”。
课题技术背景“单片机原理及应用”是我们大学本科学习期间的重要课程之一。
它注重培养同学们的实践动手能力，使我们在自学与实际操作中将知识融汇贯通。
单片机的应用大到卫星、导弹，小到洗衣机、微波炉，都有他们的踪影。
旋转时钟的主要特点就是结构新颖，效果奇特。
加入了现代科技的元素，利用人眼的视觉暂留特性，用单片机作为主控芯片，采用电机带动发光二极管高速旋转，霍尔传感器进行定位，利用刷屏显示原理呈现时钟画面及DS18B20温度显示。
造型及显示效果个性、新颖，解决了传统时钟结构单一，显示效果固定的缺陷，更好了满足了人们对美的追求。
现今人们家庭用的时钟主要还是传统意义上的时钟，固定的表盘与表针，显示效果单一，不能满足时钟不但用来看时间还是一件很好的装饰品的要求。
随着科技的发展网络上出现了以DIY为主要形式的旋转时钟作品。
但是随着单片机技术、高亮发光二极管制造技术和高速稳定电机制造技术的发展，这种千奇百怪、创意无限的电子旋转时钟必将走进千家万户。
二、原理介绍（一）、发光二极管发光原理发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。
在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。
PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。
当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
LED发光二极管内部结构如图1所示。
图1 发光二极管构造图（二）、红外对管原理红外对管是一种常用的光电器件。
所谓对管就是由一只红外线发射管和红外线接收管组成。
根据发射和接收的频率不同，红外对管有不同的型号。
当发射管与接收管的发射与接收窗靠近对齐时，即红外线照射到接收管上，则接收管导通，其中导通特性与普通二极管相似，例如图1所示，一般红外对管的有效距离为数米。
如果想扩大感应距离可加装透镜。
把接收管连接成如图2所示的电路。
就可以组成一个光电触发系统。
发射管接收管图2 红外对管的使用（三）、视觉暂留原理人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。
是光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象，其具体应用是电影的拍摄和放映。
原因是由视神经的反应速度造成的.其时值是二十四分之一秒。
是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。
视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像，感光细胞感光，并且将光信号转换为神经电流，传回大脑引起人体视觉。
感光细胞的感光是靠一些感光色素，感光色素的形成是需要一定时间的，这就形成了视觉暂停的机理。
视觉暂留现象首先被中国人发现，走马灯便是据历史记载中最早的视觉暂留运用。
宋时已有走马灯，当时称“马骑灯” 。
随后法国人保罗·罗盖在1828年发明了留影盘，它是一个被绳子在两面穿过的圆盘。
盘的一个面画了一只鸟，另一面画了一个空笼子。
当圆盘旋转时，鸟在笼子里出现了。
这证明了当眼睛看到一系列图像时，它一次保留一个图像。
物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。
是人眼具有的一种性质。
人眼观看物体时，成像于视网膜上，并由视神经输入人脑，感觉到物体的像。
但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1 -0.4秒秒的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。
（四）、AT89C2051单片机原理51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。
目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。
51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。
（1）内部结构AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储器（EEPROM）的低电压，高性能8位CMOS微处理器。
它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS-51指令集和引脚结构兼容。
通过在单块芯片上组合通用的CPLI和闪速存储器，ATMEL的AT89C2051是一强劲的微型处理器，它对许多嵌入式控制应用提供一定高度灵活和成本低的解决办法。
AT89C2051提供以下标准功能：2K字节闪速存储器，128字节RAM，15根I/O口，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，一个精密模拟比较器以及两种可选的软件节电工作方式。
空闲方停止CPU工作但允许RAM、定时器/计数器、串行工作口和中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM内容但振荡器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一个硬件复位。
（2）软硬件的开发AT89C2051可以采用下面两种方法开发应用系统。
1、由于89C2051内部程序存贮器为Flash，所以修改它内部的程序十分方便快捷，只要配备一个可以编程89C2051的编程器即可。
调试人员可以采用程序编辑-编译-固化-插到电路板中试验这样反复循环的方法，对于熟练的MCS-51程序员来说，这种调试方法并不十分困难。
但是做这种调试不能够了解片内RAM的内容和程序的走向等有关信息。
2、将普通8031/80C31仿真器的仿真插头中P1.0～P1.7和P3.0～P3.6引出来仿真2051,这种方法可以运用单步、断点的调试方法，但是仿真不够真实，比如，2051的内部模拟比较器功能，P1口、P3口的增强下拉能力等等3、引脚说明AT89C2051芯片引脚如图3所示。
图3 AT89C2051引脚图1、VCC：电源电压。
2、GND：地。
3、P1口：P1口是一个8位双向I/O口。
口引脚P1.2~P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。
P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0和反相输入(AIN1。
P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。
当P!口引脚写入“1”时，其可用作输入端，当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1”时，其可用作输入端。
当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流。
4、P3口：P3口的P3.0~P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/O口引脚。
P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。
P3口缓冲器可吸收20mA电流。
当P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。
用作输入时，被外部拉低的P3口脚将用上拉电阻而流出电流。
P3口还用于实现AT89C2051的各种第二功能，如表1所列：表1 AT89C2051的第二功能引脚口功能P3.0RXD串行输入端口P3.1TXD串行输出端口P3.2INT0 外中断0P3.3INT1 外中断1P3.4T0定时器0外部输入P3.5 T1定时器1外部输入P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
5、RST：复位输入。
RST一旦变成高电平所有的I/O引脚就复位到“1”。
当振荡器正在运行时，持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。
每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。
6、XTAL1：作为振荡器反相器的输入和内部时钟发生器的输入。
7、XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。
（五）、小马达原理motor的译音即电机、电动机。
电子启动器就是现在人们通常所指的马达，又称启动机。
它通过电磁感应带动启动机转子旋转，转子上的小齿轮带动发动机飞轮旋转，从而带动曲轴转动而着车。
具有瓷芯底座的新型低成本火花塞和启动器这两项零部件创新，奠定了汽车发展的技术基础。
（六）、旋转时钟旋转时钟，利用了视觉暂留的原理，有8只发光二极管排成一列，图中以圆圈代表发光二极管，最内侧的发光二极管为圆心，它们绕着圆心旋转，最外侧的发光二极管显示时间刻度，如图所示，当时针在12点时我们假设角度为0度，则每个小时时针之间的角度为360/12=30度，于是，当这一列发光二极管每旋转30度，，最外侧的发光二极管就点亮一个瞬间以呈现出时间刻度。
这样，如果在0,1秒之内，这列发光二极管能旋转完一圈，则人眼就会产生错觉，而把先后产生的时间刻度连成12个完整的时间刻度。
显示时针、分针的方法与显示刻度的原理相似。
实际中，分针较时针长，所以在图中我们假设分针用7只发光二极管来显示，时针用5只发光二极管来显示，例如，要显示3点整，在时间刻度的显示基础上，控制在0度上点亮7只发光二极管以显示分针指在12点位置上;然而当发光二极管转过90度时再显示5只以显示时针指在3点位置上，如图所示，由于发光二极管在不断的旋转，在0.1秒内重复点亮12点位置上的7只和3点位置上的5只发光二极管，直到1分钟以后在6度的位置上点亮7只发光二极管表示3点01分。
三、课题材料课题材料如表2所示。
表2 LED旋转时钟电路元件清单原件名称规格或型号数量图例稳压直流电源1.5V~12V13V 2 纽扣电池AT89C2051 1 单片机电机1200rmp 1万用9cm*15cm 1 板无源晶振12MHz1电容20pF210uF 1 100uF 1 0.01uF 1二极管发光二极管白发红1发光二极管白发蓝7红外对管1对电阻470Ω84.7kΩ 1560Ω 14、方案设计旋转时钟主要有两个部分组成：电机部分和单片机控制发光二极管显示部分。
在单片机控制发光二极管显示部分，为了制作的方便，把单片机。
电池。
发光二极管等器件焊接到一个电路板上，这样可以使旋转的电路板成为一个独立的系统，如图所示，电路板的中心有一个电机轴插孔电机轴插入其中带动电路板旋转旋转。