基于单片机控制的时钟控制器

单片机原理与应用技术课程设计报告题目：基于单片机控制的时钟控制器专业班级：电气工程及其自动化064班时间：2009.2.16～2009.3.6指导教师：__孔晓红邵锋_ 陈艳锋 _2009年3月6日时钟控制器课程设计任务书1．设计目的与要求设计出一个时钟控制器。

准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）显示：可以显示时、分和秒；（2）调时功能：时（0-24）、分和秒（0-60）可以连续可调；（3）扩展功能：增加整点报时功能，增加闹钟任意设定功能；2．设计内容（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件及元件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

4．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。

目录1.引言 (1)2.总体设计方案 (1)2.1 设计思路 (1)2.2 总体设计框图及电路组成 (1)3．设计原理分析 (2)3.1蜂鸣报警电路 (2)3.2显示电路 (2)3.3时间调整电路 (3)3.4系统软件 (3)4.结束语 (5)参考文献 (5)附录1 (6)附录 2 (7)基于单片机控制的时钟控制器电气064 梁成才摘要：本设计多功能数字钟是以A T89S51单片机为核心控制器构成的电子时钟，数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。

由于数字集成电路的发展和石英振荡的广泛应用，使得数字钟的精度、稳定度远远超过了老式机械钟表。

在数字显示方面目前已有集成的计数、译码电路，它可以直接驱动数码显示器件还可以直接采用CMOS-LED光点组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。

这些电路装置十分小巧，安装使用也方便。

关键词：A T89S51 数码管时钟74LS1641引言数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字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、自动起闭路灯、定时开关烘箱、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。

因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

2总体设计方案2.1 设计思路本电路采用89S51为核心的时钟控制电路，由于单片机简单可靠，便于用户使用，所以采用单片机控制时钟，其控制电路共有六部分组成，单片机是其核心部件，要完成整点报时需要报警电路。

对当前的时间修改需要对按键的操作，所以还需要按键电路，单片机将其信号输出应该反映在显示电路中，应采用六位数码管构成的显示电路。

电路中还应该具有复位电路。

其设计思路有多种，其输出可以采用动态显示和静态显示两种方式，采用动态方式的电路比较复杂，采用静态方式输出可采用单片机串行口输出，电路相对较简单。

该电路应该具有任意时间可调的功能，所以外围采用开关按键来实现。

在软件设计方面，应完成时钟控制电路的各项要求整个系统工作时，秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。

“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。

“时计数器”采用24进制计数器，可实现对一天24小时的累计。

显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出，通过六个七段LED显示器显示出来。

校时电路是直接加一个脉冲信号到时计数器或者分计数器或者秒计数器来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整。

2.2总体设计框图及电路组成时钟控制电路应该由六部分组成，单片机是其核心部件，要完成整点报时需要报警电路。

对当前的时间修改需要对按键的操作，所以还需要按键电路，单片机将其信号输出应该反映在显示电路中，应采用六位数码管构成的显示电路。

电路中还应该具有复位电路。

整体设计框图如图1所示。

图1整体设计方框图3 设计原理分析3.1蜂鸣报警电路设计该电路可以根据在整点时刻发出警报，当单片机P0.0口置0时，在图2中，P0.0通过330欧的电阻接晶体管PNP 的基极输入端，从而使蜂鸣器发出报警的声音，以达到用户的目的。

VCCP0.0图2 蜂鸣报警电路图3.2 显示电路的设计本电路采用静态显示，利用74LS164来驱动数码管显示， 74LS164是串行输入并行输出的移位寄存器，并带有清除端，其中Q0-Q7为并行输出端，CLR 为清除端，当它为零电平时使74 LS 164输出清零，A 、B 为串行输入端，CLK 为时钟脉冲输入端，在脉冲的上升沿实现移位。

当CLK=0、CLR=1时，74 LS 164保持原来的数据状态。

图中外接6片74LS164作为6位LED 显示器的静态连接口，74 LS 164的低电平输出电流为8MA ，可直接驱动共阳极LED 。

采用软件译码向74 LS 164输出字型码，由于显示器是静态的主程序可不必扫描显示器。

直接由单片机的串行口输出数据和时钟控制信号达到静态显示的目的。

如图3所示。

图3 显示电路3.3时间调整电路该电路采用了四个按键开关，其中S1是时钟控制器开始按键，当S1按下时时钟开始工作，初始值设定在12点整，当需要改变时间时，应按下S2，该键是分和时的切换，当S2按下时，显示电路中分的位置处于闪烁状态，处于当前可调；当再次按下该键时，显示电路的时应闪烁，处于当前可调，当时或分被S2激活可调时，按下S3可对其进行加1调整，按下S4可对其进行减1调整。

其四个端口对应输入到单片机的P2.3—P2.6处。

如图4所示。

P2.P2.4P2.P2.6图4 时间调整电路3.4系统软件设计主程序首先是初始化部分,主要是计时单元清零，中断初始化，启动定时器工作，然后是调用显示子程序，接着是判断有无按键。

无按键则回到调用显示子程序处；有按键，则执行按键处理子程序，执行完后回到调用显示子程序处，重复循环。

主程序流程图如图5所示。

为了保证系统的可靠运行,在主程序之外还增加了定时中断程序。

本电子钟的计时是用单片机内部的定时计数器T0，定时10ms ，即0.01s ,100次中断即为1s ，60s 为1min ,60min 为1h ,24h 为1天，如此循环，从而实现计时功能。

程序流程图如图6所示。

图5 主程序流程图 图6 中断程序流程图4结束语本系统以89S51为核心部件，利用软件编程，通过按键控制和数码管显示实现了对时钟的显示和调整功能，能实现本设计的基本要求部分。

如在本设计中能很好的显示时间。

通过按键的设置来调节当前时间。

在本设计中尽量做到了硬件电路简单稳定，减小电磁干扰和其他环境干扰，充分发挥软件编程的优点，减小因元器件精度不够引起的误差。

由于时间有限和本身知识水平的发挥，我认为本系统还有需要改进和提高的地方，例如选用更高精度的元器件，硬件电路更加精确稳定，软件测量算法进一步的改进与完善等。

通过此次三周的实习，不仅我的电脑基本知识有所提高，而且我对单片机的应用有了更进一步的了解，为以后工作打下了坚实的基础。

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