基于单片机的简易数字钟

课程设计说明书（2012 /2013学年第二学期）

课程名称：单片机应用

题目：基于单片机的简易数字钟

专业班级：自动化10-自动化（3）班

****：***

学号：*********

指导教师：韩昱苗敬利等

设计周数：2周

设计成绩：

2013年6 月26 日

6基于单片机的数字钟课程设计报告

摘要

目录

第1章绪论

1.1 课题背景 (1)

1.2 课题来源 (2)

1.3 本章小结 (2)

第2章相关器件的结构

2.1 MCS-51的结构 (3)

2.2 CD4511 (4)

2.3 7段数码管 (6)

2.4 三极管结构 (7)

2.5 本章小结 (8)

第3章总体设计方案

3.1 原始数据及主要任务 (8)

3.2技术要求 (8)

3.3 器件清单 (8)

3.4 设计方案 (9)

3.5 总电路原理图 (9)

第4章电路的硬件设计

4.1 复位电路 (10)

4.2 时钟电路 (11)

4.3 按键电路 (11)

4.4 整点报时电路 (12)

4.5 数码管显示电路 (13)

4.6 本章小结 (14)

第5章电路的软件设计11

5.1软件程序内容 (15)

5.2 软件流程图 (15)

5.3定时程序设计 (17)

5.3.1实时时钟实现的基本方法 (17)

5.3.2 实时时钟程序设计步骤 (17)

5.4程序说明 (18)

5.5 本章小结 (18)

第6章系统仿真

6.1 PROTUES软件介绍 (18)

6.2 电子钟系统PROTUES仿真 (18)

第7章调试与功能说明

7.2 系统性能测试与功能说明 (20)

7.3 系统时钟误差分析 (20)

7.1硬盘调试 (20)

7.4 软件调试问题及解决 (20)

第8章结论与展望15

8.1 结束语 (21)

8.2 单片机的发展趋势 (21)

参考文献 (23)

附录 (23)

致谢 (35)

摘要

单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。

本论文基于单片机原理技术介绍了一款于MCS-51芯片作为核心控制器的单片机简易数字钟的设计与制作，包括硬件电路原理的实现方案设计、软件程序编辑的实现、数字钟正常工作的流程、原理图仿真实现、硬件实物的安装制作与硬件实物的调试过程。该单片机数字电子钟采用LED 数码管能够准确显示时间（显示格式为：时时，分分），可随时进行时间调整，时间可采用24 小时制显示。不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供开发，有着广泛的应用领域

关键词：单片机；数字电子钟；数码管

第1章绪论

1.1 课题背景

单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。

单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序

存储器和数据存储器截然分开的结构为多。

20世纪80年代中期以后，Intel公司以专利转让的形式把8051内核技术转让给许多半导体芯片生产厂家，如ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS等。这些厂家生产的芯片是MCS-51系列的兼容产品，准确地说是与MCS-51指令系统兼容的单片机。这些兼容机与8051的系统结构（主要是指令系统）相同，采用CMOS工艺，因而，常用80C51系列来称呼所有具有8051指令系统的单片机，它们对8051单片机一般都作了一些扩充，更有特点。其功能和市场竞争力更强，不该把它们直接称呼为MCS-51系列单片机，因为MCS只是Intel 公司专用的单片机系列型号。MCS-51系列及80C51单片机有多种品种。它们的引脚及指令系统相互兼容，主要在内部结构上有些区别。目前使用的MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类：基本型、增强型、低功耗型、专用型、超8位型、片内闪烁存储器型。

1.2 课题来源

现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。

数字钟往往是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分，以24小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。

1.3 本章小结

本文介绍的设计是针对教学所用的单片机，可以完成教学所需的功能，也可以达到实验要求。

第2章相关器件的结构