电子时钟课程设计

‘沈阳城市建设学院基于51单片机的电子时钟系统设计课程名称《单片机原理及应用》专业班级 16- 1 班姓名2017 年 12 月18日目录一、方案设计 (4)1.1、单片机的选择方案 (4)1.2、数码管的选择方案 (4)1.3、上拉电阻的选择方案 (4)1.4、总体设计框图 (5)二、程序 (6)三、硬件模块程序设计 (7)3.1、单片机最小系统 (7)3.2数码管显示模块 (7)四、软件模块设计 (7)五、系统硬件电路的设计 (8)六、课程设计总结 (9)七、参考资料 (9)摘要数字钟已成为人们日常生活中不可少的必需品，给人们的生活，学习，工作带来极大的方便。

本文介绍的数字钟是一种利用数字电路来显示时、分、秒的装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确，性能稳定，显示直观，无机械传动装置等特点。

数字电子钟由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路等组成。

秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。

“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。

“时计数器”采用24进制计数器，可以实现一天24h 的累计。

电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。

关键词：计数器；单片机；数码管；上拉电阻一、方案设计1.1、单片机的选择方案1.2、数码管的选择方案1.3、上拉电阻的选择方案1.4、总体设计框图1.1、AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

如图1.1.1:图 1.1.11.2、共阴极数码管是一类数字形式的显示屏，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。

由于它的价格便宜、使用简单、在电器，特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。

绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。

如图1.2.1:图1.2.11.3、上拉电阻（排阻，上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平，电阻同时起限流作用。

上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流；弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分；对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。

所以根据本次课设设计选择上拉电阻。

如图1.3.1：图1.3.1二、程序见附页1三、硬件模块程序设计3.1、单片机最小系统51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。

51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好，P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。

其他接口内部有上拉电阻，作为输出口时不需外加上拉电阻。

3.2数码管显示模块1.3、6位共阴数码管显示所示四、软件模块设计本次设计使用的软件是Keil软件，它能够使用简单易懂的高级C 语言对单片机进行软件开发，还是C52系列兼容单片机Ｃ语言软件开发系统。

五、系统硬件电路的设计系统的硬件主要包括单片机芯片，数码管显示，按键开关电路，它的硬件电路如下图所示，单片机采用广泛使用的AT89C51，系统采用12MHz的晶振，采用6位共阴数码管显示。

操作方法：对照原理图，按下SW2按键第一次设置小时数据，SW3按键加，SW4按键减，按下SW2按键第二次设置分钟，SW3按键加，SW4按键减，SW2按键第三次设置秒，SW3按键加，SW4按键减，SW2第四次退出设置。

单独的一个按键SW1是复位按键硬件电路图如图所示图5.1图5.1六、课程设计总结经过一周的时间以及对整本教材的知识总结，把课程设计分成了硬件和软件两大模块。

总的来说，硬件部分很好入手，电路也教简单，主要涉及的是简单的按键、电容、电阻、晶振和数码管。

在软件部分，细分为了按键模块、显示模块、定时/计数模块，最后把几个模块整合在主程序模块中，使得程序简单明了。

整个设计过程中遇到的最大问题是软件的编写，由于采用的是汇编语言，其间使用到的各种寄存器、存储器地址、变量很多，很难对程序的整体把握。

通过电子钟的设计，对单片机的原理、结构、外围电路进一步的了解。

在整个设计过程中学到了团体精神和独立解决问题的重要性。

为以后的求职之路打下了基础。

七、参考资料[1]《单片机原理与应用》谢维成杨加国编著[2] 《单片机应用与仿真调试》严天峰编著[3]《模拟电子技术（第三版）》胡宴如耿苏燕编著[4]《数字电子技术（第三版）》杨志忠卫桦林编著附页1#include<reg51.h> //头文件定义单片机内部寄存器#define uchar unsigned char //宏定义缩写成uchar#define uint unsigned int//宏定义缩写成uint //数码管位端口定义sbit w1=P2^2;sbit w2=P2^3;sbit w3=P2^4;sbit w4=P2^5;sbit w5=P2^6;sbit w6=P2^7;////////按键/////////////////////sbit key1=P3^5;//设置时间sbit key2=P3^6;//加sbit key3=P3^7;//减/////共阴数码管段信号编码////////uchar code table[10]=//0---9{0xFC,0x60,0xDA,0xF2,0x66,0xB6,0xBE,0xE0,0xFE,0xF6};//uchar num,miao,fen,shi;//计时时分秒变量uchar fen1,shi1;//闹钟变量uchar d1,d2,d3,d4,d5,d6;//显示拆分数据void delay(uint ms)//1ms 延时函数数据保持用的括号里面是几大概就延时多少ms{uchar x;for(ms;ms>0;ms--)for(x=110;x>0;x--);}void display()//显示函数{d1=shi/10;//小时d2=shi%10;//d3=fen/10;//d4=fen%10;//分钟d5=miao/10;//d6=miao%10;//秒w1=0;P0=table[d1];delay(10);//第1位显示数据P0=0x00;w1=1;//关闭显示消除动态扫描阴影w2=0;P0=table[d2]|0x01;delay(10);//第2位显示数据P0=0x00;w2=1;//关闭显示消除动态扫描阴影w3=0;P0=table[d3];delay(10);//第3位显示数据P0=0x00;w3=1;//关闭显示消除动态扫描阴影w4=0;P0=table[d4]|0x01;delay(10);//第4位显示数据P0=0x00;w4=1;//关闭显示消除动态扫描阴影w5=0;P0=table[d5];delay(10);//第5位显示数据P0=0x00;w5=1;//关闭显示消除动态扫描阴影w6=0;P0=table[d6];delay(10);//第6位显示数据P0=0x00;w6=1;//关闭显示消除动态扫描阴影}void keyscan()//调时按键扫描函数{uchar k_flag;if(key1==0)//按键按下一下所有按键执行的模式都是一样的{delay(10);//延时消除按键抖动if(key1==0)//确定按键按下k_flag=1;while(key1==0);//等待按键松手}while(k_flag==1)//开始调整小时数据{display();if(key1==0){delay(10);//延时消抖if(key1==0)k_flag=2;while(key1==0);}if(key2==0){delay(10);if(key2==0){shi++;if(shi==24)shi=0;}while(key2==0);}if(key3==0){delay(10);if(key3==0){if(shi==0)shi=24;shi--;}while(key3==0);}}while(k_flag==2)//开始调整分钟数据{display();if(key1==0){delay(10);//延时消抖if(key1==0){k_flag=3;}while(key1==0);}if(key2==0){delay(10);if(key2==0){fen++;if(fen==60)fen=0;}while(key2==0);}if(key3==0){delay(10);if(key3==0){if(fen==0)fen=60;fen--;}while(key3==0);}}while(k_flag==3)//开始调整秒数据{display();if(key1==0){delay(10);//延时消抖if(key1==0){k_flag=0;}while(key1==0);}if(key2==0){delay(10);if(key2==0){miao++;if(miao==60)miao=0;}while(key2==0);}if(key3==0){delay(10);if(key3==0){if(miao==0)miao=60;miao--;}while(key3==0);}}}void main(){TMOD=0x01;//定时器0 16位计时模式TH0=(65536-50000)/256; //50ms定时TL0=(65536-50000)%256; //50ms定时EA=1;//开启总中断ET0=1;//开启定时器中断TR0=1;//开启定时器while(1){display();//显示函数keyscan();//按键扫描函数}void T0_time() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256; //50ms定时TL0=(65536-50000)%256; //50ms定时num++;//加一次50ms定时if(num==20)//1S{num=0;miao++;if(miao==60){miao=0;fen++;if(fen==60){fen=0;shi++;if(shi==24)shi=0;}}}。