基于数码管的电子时钟设计

2012~ 2013 学年第2 学期

《单片机原理及应用》课程设计报告

题目：基于数码管的电子时钟设计专业：自动化

班级：

电气工程系

2013年5月1日

1、任务书

摘要

随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断地提高。时钟已不仅仅被看成一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。

本设计主要基于单片机技术原理，设计制作出一个电子时钟系统。6位LED 数码管显示，使用按键扫描进行时间校准。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间精确，操作简单，编程容易。最后将设计的时钟系统在Protues仿真软件上进行仿真验证所设计的时钟系统稳定可靠。

关键词: AT89C51单片机；电子时钟；数码管；按键扫描

基于数码管的电子时钟设计

目录

摘要........................................................................................ 错误!未定义书签。第一章绪论................................................................................ 错误!未定义书签。

1.1 单片机的应用和特点............................................................ 错误!未定义书签。

1.2 单片机的发展趋势......................................................... 错误!未定义书签。

1.3 电子时钟简介及其基本特点......................................... 错误!未定义书签。第二章控制系统的硬件设计...................................................... 错误!未定义书签。

2.1 总方案设计..................................................................... 错误!未定义书签。

2.2 单片机芯片的选择......................................................... 错误!未定义书签。

2.2.1 AT89C51的功能概述......................................... 错误!未定义书签。

2.2.2 AT89C51引脚功能说明..................................... 错误!未定义书签。

2.3 单片机系统电路设计..................................................... 错误!未定义书签。

2.4 按键电路设计................................................................. 错误!未定义书签。

2.5 蜂鸣器电路设计............................................................. 错误!未定义书签。

2.6 LED数码管显示电路...................................................... 错误!未定义书签。第三章控制系统的软件设计...................................................... 错误!未定义书签。第四章系统仿真.......................................................................... 错误!未定义书签。第五章总结与体会...................................................................... 错误!未定义书签。参考文献........................................................................................ 错误!未定义书签。附录................................................................................................ 错误!未定义书签。附录二元件清单........................................................................ 错误!未定义书签。

插图清单

图2-1 电子时钟设计框图 (3)

图2-2 AT89C51引脚说明 (4)

图2-3 单片机系统电路 (6)

图2-4 按键设计电路 (7)

图2-5 蜂鸣器设计电路 (7)

图2-6 LED数码管 (8)

图2-7 显示电路设计 (9)

图2-8 总体设计电路 (9)

图3-1 主程序框图 (10)

图3-2显示子程序框图 (11)

图4-1 整点报时仿真 (12)

图4-2调时仿真 (12)

表格清单

表2-1 数码管字型与字段关系表 (8)

第一章绪论

1.1 单片机的应用和特点

20世纪末，单片机技术获得了飞速的发展，渗透到我们生活的每个领域，几乎很难找到那个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种IC卡，民用豪华轿车的安全控制系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制等等，这些都离不开单片机的控制还有医疗器械、功能仪表都需要单片机。可见，单片机关系到我们生活的方方面面。

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴：智能仪器、工业控制，家用电器、网络和通信、设备领域、模块系统以及汽车电子。

随着单片机的广泛应用，在其在推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使得现代电子产品性能进一步提高。单片机有以下特点：

1. 单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据[1]

2. 采用面向控制的指令系统。为满足控制需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是单片机具有很强的位处理能力；

3. 单片机的I/O口通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或机器状态来区分；

4. 单片机的外部扩展能力很强。在内部的各种功能部件不能满足应用的需求时，均可在外部进行扩展，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来了很大的方便。

1.2 单片机的发展趋势

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积，大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。在以前，是必须由模拟或是数字电路实现的大部分功能的，而现在已经能用单片机通过软件的方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。