单片机模拟电子时钟设计

单片机课程设计

课题：单片机模拟电子时钟设计

学院：自动化学院

专业: 07电气工程及其自动化

(低压电力智能控制方向)

姓名:谭善文

学号:2007104743002

指导老师：张华

目录

一、前言 (3)

二、设计目的 (3)

三、设计任务与要求 (3)

四、设计原理 (3)

五、总体设计方案 (4)

六、小结与展望 (21)

七、致谢 (22)

八、主要参考文献 (22)

(3)、晶振 (5)

（4）、LED (5)

（5）、复位 (6)

（6）、蜂鸣器 (6)

（7）、按键 (6)

（8）、串行口 (7)

（9）、单片机 (7)

（10）、数码管 (8)

2、程序编写 (10)

六、小结与展望 (21)

七、致谢 (22)

八、主要参考文献 (22)

一、前言

在当今的工作和生活环境中，有越来越多的单片机在为人们服务，例如电视遥控、手机、洗衣机、空调等，单片机几乎无所不在，学习单片微型计算机这门课程，就是为了对单片微型计算机有进一步感性的认识，了解、掌握、应用，甚至设计开发它。让我们能综合运用单片机的软、硬件技术分析实际问题，为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用和开发打下良好的基础。

二、设计目的

a)通过《单片微型计算机原理与接口技术教程》了解单片微型计算机的发

展；

b)根据课程设计的要求，学会用汇编语言设计程序，学会应用程序设计调

试软件；

c)通过调试程序设计模块，掌握单片微型计算机的结构原理，了解程序设

计的编程思想；

d)通过软件调试熟悉使用单片机指令系统，掌握汇编语言程序设计方法及

编程技巧，掌握子程序的设计与使用，熟悉中断服务程序的设计及调用

过程。

三、设计任务与要求

任务：利用单片机定时功能实现电子时钟的计时

要求：1.设计单片机电子时钟设计控制方案，功能设计；

2.详细描述实现需要的硬件，效果等；

3.编写汇编语言程序设计，在KEIL仿真实现调试程序；

四、设计原理

单片机可以利用定时功能实现电子时钟的计时。设计时利用单片机的定时器

作为时钟的基准，利用几个单元作为时、分、秒的累计单元，秒到时，秒单元加1，直到59s时，分单元加1，依此类推，可完成年、月、日、时、分、秒的计时工作。

五、总体设计方案

1、硬件电路图

（1）总电路图

图1 总硬件电路原理图

（2）电源

图2 电源部分原理图

该电源接上USB 口后可输出一个+5V 的直流电源。图中C1为电解电容，有储能缓冲作用。C2为一个滤波电容。而R1则为保护电阻，有限流作用。D1为电源工作指示灯。 （3）晶振

20pF

晶振

Y1

11.0592MHz

图3 晶振部分原理图

该振荡电路可产生11.0952MHZ 的频率。XTAL1为输入引脚，XTAL2为输出引脚。Y1为振荡器，C15、C16为微调电容，它们之间形成反馈电路，振荡器即能工作。 （4）LED

LED

图4 LED接线图

该部分主要用来记秒，即每隔一秒，LED指示灯就闪烁一次。

（5）复位

图5 复位电路原理图

开关断开时，复位键RST为低电平，不起作用；当按下按键时，RST变为高电平，将起清零作用。

（6）蜂鸣器

图6 蜂鸣器电路原理图

访电路在T1口的驱动后，经过Q1的放大，作用到BZ1上发出声音，在设计中将用作整点报时。

（7）按键

按键

图7 按键电路原理图

这两个按键在设计中分别用来调整时间和切换显示内容。 （8）串行口

串行口

图8 串行口电路原理图

该电路主要由MAX232芯片和它的外围电路组成，可通过它与电脑的串口连接，将程序下载到单片机里。 （9）单片机

图9 单片机引脚图

整个电路的主控芯片。

（10）数码管

图10 数码管显示电路原理图

该电路通过了二片74HC595芯片组成的电路去驱动4位的共阴数码管显示时间。

74HC595是一款具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能的驱动芯片。移位寄存器和存储器分别具有独立的时钟信号。数据在SHCP的上升沿输入，在STCP的上升沿进入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（DS），和一个串行输出（Q7），和一个异步的低电平复位（MR），存储寄存器有一个并行8

位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。

它和74HC164的功能类似，都是串入并出的IO接口，将串行的数据，转为并行的输出，这样可以节约MCU的IO口资源。主要应用在多路LED指示或多位数码管驱动方面。但与74HC164比，595主要还有以下更优越的功能：

1.支持3态输出，当第13脚为高电平时，595无输出；

2.具有数据锁存功能，这样不会影响移位时的瞬时输出；

3.具有数据输出功能，可以更方便的进行595级联

其引脚图和引脚功能如下：

图11 74HC595引脚图

1. 第1脚：数据输出端QB

2. 第2脚：数据输出端QC

3. 第3脚：数据输出端QD

4. 第4脚：数据输出端QE

5. 第5脚：数据输出端QF

6. 第6脚：数据输出端QG

7. 第7脚：数据输出端QH

8. 第8脚：电源GND

9. 第9脚：串行数据输入端SQH，时钟下降沿数据移出

10. 第10脚：复位引脚RESET

11. 第11脚：数据移位时钟输入端SCK

12. 第12脚：数据锁存信号输入端RCK

13. 第13脚：数据输出使能端/OE,低电平有效