单片机课程设计-电子时钟

单片机课程设计题目：多功能电子时钟

系别：电气与电子工程系

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1 概述 (3)

1.1设计任务 (3)

1.2设计要求 (3)

1.3扩展功能 (3)

2 系统总体方案及硬件设计 (3)

2.1系统总体方案 (3)

2.2硬件各部分设计 (4)

3 软件设计 (5)

3.1软件设计流程 (6)

3.2子程序模块 (6)

4 Proteus软件仿真 (7)

参考文献

附：源程序代码

1.1 设计目的

设计一多功能智能电子时钟。

1.2 设计要求

（1）主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、驱动器及显示器、校时电路；

（2）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，一般用石英晶体振荡器加来实现，译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态在六位LED七段显示器显示出来；

（3）可以来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的；

（4）可以设置三个定时闹钟；

（5）编写程序，用Proteus软件进行仿真。

1.3 扩展功能

（1）增加跑表功能；

（2）可以设置数码管定时开启与关闭；

（3）可以设置闹钟的开启与关闭。

2 系统总体方案及硬件设计

2.1系统总体方案

2.1.1 单片机芯片的选择

本设计选用STC89C52单片机，它是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，足够本设计之用,高性能CMOS8位微处理器该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。功能强大、使用方便的STC89C52单片机适用于许多较为复杂的应用场合。

2.1.2 总体设计及系统原理

定时闹钟的整体设计较简单，包括单片机、自动复位电路、键盘电路、显示电路、驱动与指示电路、闹钟报警电路。在确定系统的大体形式之后，画出本系统的总体结构布局，电路原理如图2-1所示

显示电路用的是七段数码管，数码管段选通过锁存器74HC573接单片机的P2口，数码管由74LS138译码器控制位选，并且每位均接有一个或门，以增强驱动能力；本设计还有模式指示LED灯，由P1口控制，以此来识别不同的设置模式；系统的输入控制按键有P3口来实现，可以设置各个时间参数及闹钟使能。

2.2. 硬件各部分设计

2.2.1 单片机

单片机最小系统选用STC89C52，包含上电自动复位电路和手动复位电路，可对单片机进行复位操作。

2.2.2 显示部分

本设计显示用的是四位七段显示共阴数码管，用来显示时间及跑表参数，LED数码管显示器成本低，配置灵活，与单片机接口简单，在单片机应用系统中广泛应用。

7段LED由7个发光二极管按“日”字型排列，所有发光二极管的阳极连在一起称共阳极接法，阳极连在一起称为共阴极接法。

本文选用共阴极LED，所有发光二极管的阴极连在一起与或门74LS34相连，当某个发光二极管的阳极加入高电平时，对应的二极管点亮。因此要显示某字形就应使此字形的相应段的二极管点亮，实际上就是送一个用不同电平组合代表的数据字显示码来控制LED的显示，此数据称为字符的段码或称为字型码。

LED显示器与单片机的接口一般有静态显示与动态显示接口两种方式，本设计采用动态显示方式。在这种显示电路中，一个字位一个字位地轮流点亮各个LED,每一字位停留1ms左右，由于人的视觉暂留，好像6只LED是同时点亮的，并不察觉有闪烁现象。

这种动态LED显示接口由于所有数码管共用一个段码出口，分时轮流通电，从而大大简化课硬件线路，降低了成本。

2.2.3 驱动部分

为是数码管有足够的亮度，本设计中增加了数码管驱动电路，用74HC573和或门74LS34来驱动，其中锁存器利用其驱动能力，并未用其锁存数据的功能。

2.2.4 模式指示电路

为了区别该时钟的不同运行状态，在设计中加入了指示电路：

LED1：闹钟1时间设定指示；

LED2：闹钟2时间设定指示；

LED3：闹钟3时间设定指示；

LED4：数码管熄灭时间设定，第二功能：指示闹钟的开启与关闭；

组合指示：LED全部亮，表示设定数码管开显示时间。

2.2.5 按键部分

按键设定部分比较简单，因为本系统按键少，所以在设计上采用了独立按键方式，程序的编制上也采用了简单的扫描方式。

按下操作键K1-K6动作如下：

操作键K1:模式调整；

操作键K2:时间位设置；

操作键K3:时间值增加键；

操作键K4:跑表开始与停止；

操作键K5:闹钟开启与关闭键；

操作键K6:时间秒位清零键，用于细调时间。

2.2.6 电铃电路

此电路由电源、一个蜂鸣器、一个三极管和一个电阻组成，当定时时间到，由STC89C52单片机的P1.5口向三极管基极输入低电平，三极管导通蜂鸣器报警，这时三极管充当开关的作用。

3 软件设计

3.1软件设计流程

3.2 子程序模块

主要控制子程序说明如下:

✓delay:延时子程序；

✓Timer0Interrupt: 定时器T0计时中断程序,每隔0.2ms中断一次；

✓disp1:跑表显示子程序；

✓disp:时间显示子程序；

其中显示分六路，第一个和第二个数码管显示的是时，第三个和第四个数码管显示分，第五个和第六个数码管显示的是秒。

流程图如下：

4 Proteus软件仿真

本设计已在Proteus中仿真，程序运行正常，图4-1是仿真截图：