单片机课程设计-简易数字钟的设计

单片机课程设计报告课程设计题目：简易数字时钟

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2014年5月13日

摘要：

本设计采用了STC公司生产的STC89C52RC型单片机（80C51

内核）设计了一个单片机最小系统，加上maxim232和usb转RS232线组成的下载电路，以及共阴极4位一体数码管和按键等外围电路构成了一个简易的数字钟，具有显示年、月、日、时、分、秒的功能，且年、月、日、时、分、秒每一个参数都可以自行设置，以实现时间的校正，总体来说实现了一个数字时钟的应有功能。

关键词：80C51系列单片机、单片机最小系统、时钟定时、下载电路、4位一体数码管显示

一、设计任务

简易数字时钟：自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用内部定时器计时，或者采用外部时钟芯片DS1302，设计一个具有秒、分、日、月、年的数字时钟，采用四位一体数码管显示相关信息，秒、分显示一页，日、月显示一页，年显示一页。

二、方案选择

2.1、采用uln2003驱动数码管

由于单片机的I/O口的拉电流只有大约1mA左右，不足以提供4-5mA的电流以驱动数码管上的led，故需要为数码管提供一个驱动电路，如果采用三极管的话由于数码管有7段（实际是8段，但本设计只需要使用7段），需要7个三极管来驱动，给焊接部分增加了工作量，故可考虑采用ULN2003以给数码管提供驱动电流。

Uln2003的内部原理图

ULN2003 是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成。

该电路的特点如下：[3]

ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路

直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。

ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还

可以在高负载电流并行运行。

ULN2003 采用DIP—16 或SOP—16 塑料封装。

ULN2003内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，可用来驱动继电器。它是双列16脚封装,NPN晶体管矩阵,最大驱动电压=50V,电流=500mA,输入电压=5V,适用于TTL COMS,由达林顿管组成驱动电路。ULN是集成达林顿管IC,内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管,它的输出端允许通过电流为200mA，饱和压降VCE 约1V左右，耐压BVCEO 约为36V。用户输出口的外接负载可根据以上参数估算。采用集电极开路输出，输出电流大，

故可直接驱动继电器或固体继电器，也可直接驱动低压灯泡。通常单片机驱动ULN2003时，上拉2K的电阻较为合适，同时，COM引脚应该悬空或接电源。

ULN2003是一个非门电路，包含7个单元，单独每个单元驱动电流最大可达350mA，9脚可以悬空。

比如1脚输入，16脚输出，你的负载接在VCC与16脚之间，不用9脚。

ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。

输入5VTTL电平，输出可达500mA/5V。

ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成。该电路的特点如下: ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL 和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。

ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。

2.2、直接用单片机加上拉电阻的P0口驱动数码管

对于51单片机的4个IO口来说有一个IO口与其他三个有点不同，那就是P0口，由于P0口(在作为输出IO口时）是OC门在最小系统中需要加一个上拉电阻，由此，可以用P0口作为数码管的驱动（可以通过合理配置上拉电阻的大小以提供足够的驱动电流）

51单片机的P0口内部电路图

由于相对来说接一个排阻便宜可靠，且方便，且也足以提供驱动数码

管的电流，故采用方案2：直接用单片机加上拉电阻的I/O口驱动数码管

三、电路原理图

简易数字钟原理图

3.1最小系统

本设计最小系统与一般的51最小系统设计保持一致性，晶振电路为12M的晶体振荡器搭配两个30pF的电容组成，复位电路由5v接一个开关与电容并联再与电阻串联后接地构成，下载电路采用的是串口下载，为电脑上连一根usb转串口线，然后串口练到电路上，再通过max232芯片进行电平转换将RS232串口的电平转换为单片机的5v以进行电平匹配。

3.2共阴极4位一体数码管

四位一体数码管

数码管的显示由段选和位选控制，段选为图片中的每一位“8”型上的a、b、c、d、e、f、g、h共8段构成。位选有4个引脚，分别对应于数码管的4个位。

四、程序代码

如下：

#include

sbit anjian1 = P1^0;

sbit anjian2 = P1^1;

sbit anjian3 = P1^2;

sbit anjian4 = P1^3;

int anjian11;

int anjian22;

int anjian33;

int anjian44;

int sec=55;//秒，分，时，日，月，年定义全局变量并装载初始值

int min=37;

int hour=8;

int day=30;

int mon=12;

int year=2014;

int j=0;//j为秒计时变量，T0每计时50ms时j自增1，当j=20时立刻置0，且sec自增1