微机原理与单片机技术综合设计与实践

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。
第二部分 数字钟的硬件设计.............................................................................................................................10 2.1 最小系统设计.............................................................................................................................................10 2.2 LED 显示电路..................................................................................................源自文库...........................................13
第四部分 调试与功能说明.................................................................................................................................29 4.1 硬件调试......................................................................................................................................................30 4.2 系统性能测试与功能说明..........................................................................................................................30 4.3 系统时钟误差分析......................................................................................................................................31
序号
设计（论文）各阶段内容
1 明确设计要求，方案论证、系统总体设计
2 硬件电路原理图设计
3 程序流程图设计、源程序的编制及调试
4 系统调试及分析
5 课程设计报告的撰写
五、应收集的资料及主要参考文献
1、单片机技术及其应用 2、C 语言程序设计 3、Protel 软件使用
地点 校内 校内 校内 校内 校内
学系学部
机电与信息工程学部
专业班级
11 电气 4 班
姓名
李星亮
学号
12031104026
一、课程设计（论文）的内容
设计一个多功能数字时钟完成以下功能 1、 走时（能实现时分秒，年月日的计时） 2 、显示（分屏显示时分秒，年月日，修改定位闪烁显示） 3、校时（能用按键修改和校准时钟） 4、定时报警
二、课程设计（论文）的要求与数据
1、方案论证； 2、系统原理图或各功能模块的硬件电路原理框图； 3、主程序流程图； 4、系统调试与分析； 5、源程序清单。 三、课程设计（论文）应完成的工作
1. 完成方案论证； 2、完成器件选型； 3、完成硬件电路原理图的设计； 4、完成程序流程图及源程序的设计； 5、系统仿真及调试； 6. 完成课程设计报告的撰写。 四、课程设计（论文）进程安排
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。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、 秒，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、多功能 单片机中尽可能地把所需要的存储器和I/O口都集成在一块芯片上，使得单片机可 以实现更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可编程计数器阵列）、WDT（监视定时器--看家狗）、高速I/O口及计数器的捕获/比较逻辑等。 有的单片机针对某一个应用领域，集成了相关的控制设备，以减少应用系统的芯片 数量。例如，有的芯片以51内核为核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解码 器、CAN或者I*I*C总线控制器等，LED、LCD或VFD显示驱动器也开始集成在8位单片机中。 2、高效率和高性能 为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用RISC、流水线和DSP的设计技术， 使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单 片机运行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内ROM （FLASH）和RAM的容量都突破了以往的数量和限制。
起止日期 6.8
6.9~6.10 6.11~6.12
6.13 6.14~6.15
发出任务书日期： 2014 年 06 月 8 日 指导教师签名： 计划完成日期： 2014 年 06 月 16 日 教学单位责任人签章
摘要
20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了 社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也 使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央
处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结 合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、 大存储容量、强I/O功能及较好的结构兼容性方向发展。其发展趋势不外乎以下几个方 面：
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第一部分 整体方案的设计
1.1 课程设计的任务： 设计一个多功能数字时钟完成以下功能 1、 走时（能实现时分秒，年月日的计时） 2 、显示（分屏显示时分秒，年月日，修改定位闪烁显示） 3、校时（能用按键修改和校准时钟） 4、定时报警
1.2 单片机的选择 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机
第三部分 数字钟的软件设计.............................................................................................................................15 3.1 软件设计流程图...........................................................................................................................................16 3.2 设计主程序。（采用汇编语言编写程序）................................................................................................20
附件（实验原理图）.............................................................................................................................................32 心得体会.................................................................................................................................................................34
广东工业大学华立学院 课 程 设 计（论文）
课程名称 微机原理与单片机技术综合设计与实践
题目名称
多功能电子钟
学生系部
机电与信息工程学部
专业班级
11 电气 4 班
学号
12031104026
学生姓名
李星亮
指导教师
王赟
2014 年 06 月 8 日
1
广东工业大学华立学院 课程设计（论文）任务书
题目名称
多功能电子钟
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由于系统资源和系统复杂程度的增加，开始使用高级语言（如C语言）来开发单片 机的程序。使用高级语言可以降低开发 难度，缩短开发周期，增强软件的可读性和可 移植性，便于改进和扩充功能。
3、低电压和低功耗 单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工艺的大 量采用，很多单片机可以在更低的电压下工作（1.2V或0.9V），功耗已经降低到uA级。 这些特性使得单片机系统可以在更小电源的支持下工作更长的时间。 4、低价格 单片机应用面广，使用数量大，带来的直接好处就是成本的降低。目前世界各大公 司为了提高竞争力，在提高单片机性能的同时，十分注意降低其产品的价格。 下面大致介绍一下单片机的主要应用领域和特点。 （1）家用电器领域 用单片机控制系统取代传统的模拟和数字控制电路，使家用电器（如洗衣机、空调、 冰箱、微波炉、和电视机等）功能更完善，更加智能化和易于使用。 （2）办公自动化领域 单片机作为嵌入式系统广泛应用于现代办公设备，如计算机的键盘、磁盘驱动、打 印机、复印机、电话机和传真机等。 （3）商业应用领域 商业应用系统部分与家用和办公应用系统相似，但更加注重设备的稳定性、可靠性 和安全性。商用系统中广泛使用的电子计量仪器、收款机、条形码阅读器、安全监测系 统、空气调节系统和冷冻保鲜系统等，都采用了单片机构成的专用系统。与通用计算机 相比，这些系统由于比较封闭，可以更有效地防止病毒和电磁干扰等，可靠性更高。 （4）工业自动化 在工业控制和机电一体化控制系统中，除了采用工控计算机外，很多都是以单片机 为核心的单片机和多机系统。 （5）智能仪表与集成智能传感器 目前在各种电气测量仪表中普遍采用了单片机应用系统来代替传统的测量系统，使 得测量系统具有存储、数据处理、查询及联网等智能功能。将单片机和传感器相结合， 可以构成新一代的智能传感器。它将传感器变换后的物理量作进一步的变化和处理，使
关键字：数字电子钟 单片机
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目录
第一部分 整体方案的设计.....................................................................................................................................6 1.1 课程设计的任务：.......................................................................................................................................6 1.2 单片机的选择...............................................................................................................................................6 1.3 单片机的基本结构........................................................................................................................................8