基于Proteus的简易机械时钟的设计和仿真

成绩

课程论文

题目：基于Proteus的简易机械时钟的

设计和仿真

电子工程学院制

2015年5月

目录

摘要 (1)

1 绪论 (1)

1.1 LED机械时钟的背景 (1)

1.2 LED机械时钟国内的研究现状 (2)

1.3 LED机械时钟国外的研究现状 (2)

1.4 LED机械时钟的应用领域及发展 (2)

2 设计任务和要求 (2)

2.1仿真软件介绍 (2)

3.方案设计及论证 (3)

4硬件单元电路设计 (4)

4.1单片机最小系统 (4)

4.2特殊器件的介绍 (4)

4.2 机械时钟显示模块 (7)

5 软件设计与流程图 (9)

5.1程序设计说明 (9)

5.2 程序流程图 (10)

6.系统电路图及仿真效果图........................................................................................... 错误!未定义书签。

6.1 系统电路图....................................................................................................... 错误!未定义书签。

6.2 仿真效果图 (11)

6.3系统电路的PCB设计 (12)

6.4 结论 (12)

7 总结 (13)

附录1：元件清单 (14)

附录2：程序 (15)

基于Proteus的简易机械时钟的设计和仿真

摘要：随着社会的发展，LED灯的运用也越来越广泛，本文针对当今社会使用LED灯较为广泛的情况下，在缺少利用LED灯做一些生活中的小工具的背景下，提出利用单片机AT89C52微处理器作为主控元件设计LED机械时钟，实现了LED灯的运用进入平常生活中，达到了实现准点报时的时钟功能，并通过proteus仿真软件仿真其工作过程，验证机械时钟设计的可靠性，达到了设计目的。对后继LED的发展进入民用阶段，及LED在民间的普及有很大的促进作用。

关键词：单片机AT89C52，LED点阵，机械时钟。

前言：本文针对当今社会使用LED灯较为广泛的情况下，在缺少利用LED灯做一些生活中的小工具的背景下，提出利用单片机AT89C52微处理器作为主控元件设计LED机械时钟，实现了LED灯的运用进入平常生活中，达到了实现准点报时的时钟功能，并通过proteus仿真软件仿真其工作过程，验证机械时钟设计的可靠性，达到了设计目的。

1 绪论

1.1 LED机械时钟的背景

在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口越来越多的场所需用LED点阵显示图形和汉字。LED行业已成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。随着信息产业的高速发展，LED显示作为信息传播的一种重要手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公共场所，例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证劵与银行信息显示、餐馆报价信息显示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号、景观照明等。显然，LED 显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。

1.2 LED机械时钟国内的研究现状

在国内，绝大部分学者都用数码管或液晶显示屛做研究，应为那样他们觉得那样比较方便，简洁。但是通过这么多的广告牌和LED的迅猛发张，我们就知道其实采用LED 点阵做一些研究也是很方便的。所以我希望通过这次设计LED机械时钟来尝试一下创新。

1.3 LED机械时钟国外的研究现状

在国外，LED的发展也是迅猛，LED的发展已经成为一个信息化社会的标志，国外LED的设计也是很多，眼花缭乱，但是用LED实现设计机械时钟的还是比较少见的，同样数码管和液晶显示屏还是使用的比较多的，同样传统的时钟也是比较重要的一个方面。

1.4 LED机械时钟的应用领域及发展

随着信息产业的高速发展，LED显示作为信息传播的一种重要手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公共场所，例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证劵与银行信息显示、餐馆报价信息显示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号、景观照明等。显然，LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。

2 设计任务和要求

用AT89C52单片机作为控制器件设计一个简易的机械时钟，机械时钟的工作过程要和现实生活中的时钟一样或者类似，机械时钟能够体现现实生活中的时间。用不同长度的指针指示不同的时间。

2.1仿真软件介绍

本次课程设计所用的仿真软件是Keil uVision4 ，它是KeilSoftware公司推出的一款可用于多种8051MCU的集成开发环境(IDE)，该IDE同时也是PK51及其它开发套件的一个重要组件。除增加了源代码、功能导航器、模板编辑以及改进的搜索功能外，uVision4还提供了一个配置向导功能，加速了启动代码和配置文件的生成。此外其内置

的仿真器可模拟目标MCU，包括指令集、片上外围设备及外部信号等。uVision4提供逻辑分析器，可监控基于MCUI/O引脚和外设状态变化下的程序变量。它还提供对多种最新的8051类微处理器的支持，包括AnalogDevices的ADuC83x和ADuC84x，以及Infineon的XC866等。

3.方案设计及论证[1] [6]

方案一：

本方案采用AT89C52单片机作为控制器件，用液晶显示器LCD12864作为显示器件。通过取字模软件可以取出机械时钟需要的数据，把数据烤到单片机中，然后通过单片机控制LCD12864就可以显示时钟了，其相比与LED点阵操作简单，但不利于理解，价格相对于LED点阵较高点，其系统框图如下。

图1

方案二：

本方案采用AT89C52单片机作为控制器件，用LED点阵作为显示器件。通过控制LED 点阵中各个点的点亮来显示时钟，控制过程清晰，易于理解，其系统框图如下。

图 2

通过以上综合分析可以看出，方案二具有综合设计优点，因此机械时钟设计采用方案二的设计思路。