电子时钟的硬件与软件设计毕业论文

电子时钟的硬件与软件设计毕业论文

目录

1绪论

1.1课题背景及意义 (5)

1.2课题容 (5)

2方案论证

2.1功能要求 (7)

2.2数字时钟方案论证与比较 (7)

2.3数码管显示方案论证与比较 (8)

3.电子时钟的硬件设计

3.1电子时钟的组成 (9)

3.2单片机最小系统图 (9)

3.3STC89C52引脚功能 (10)

3.4数码显示模块 (11)

3.5闹铃部分 (11)

3.6按键模块 (12)

4电子时钟的软件设计

4.1电子时钟程序流程框图 (14)

4.2按键调整流程图 (16)

4.3子程序的设计 (17)

4.4.1数码管显示模块 (17)

4.4.2按键子模块 (18)

4.4.3 主程序 (34)

5硬件的制作与测试分析

5.1电子时钟的硬件制作

(37)

5.2硬件测试 (37)

4.3软件调试 (37)

5.4测试结果分析与结论 (38)

5.4.1 数码管测试结果分析 (38)

5.4.2按键测试结论 (38)

5.4.3测试结论 (39)

结论 (40)

参考文献 (42)

1论述

1.1课题背景及意义

二十一世纪的今天，电子时钟已经融入到千千万万户家庭中，它已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。电子时钟通过数码管显示，使其直观明了，更能实现整点报时，遥控控制等功能，使其更符合当今人们的生活需求，电子时钟的出现使人们的生活更加的有条不紊。

目前市场上的电子时钟很多，为了迎合市场的需要，满足广大的消费人群，人们通过自己的DIY设计让电子时钟富有创意。电子时钟通过不断地改进，使其更具有市场。

本次设计的电子时钟利用单片机STC89C52进行控制的，利用单片机自身的定时器功能，外加遥控器进行控制，采用数码管显示，可对电子时钟进行调整校准。电子时钟既可广泛应用于家庭,也可应用于银行、邮电、宾馆、医院、学校、企业、商店等相关行业的大厅，以及单位会议室、门卫等场所。因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。

1.2课题容

本次设计的题目是：基于51单片机的电子时钟设计与制作。

利用单片机的计时、校时等功能，设计并制作出一个以单片机STC89C52为核心组件，采用数码管显示“时“分“秒”的电子时钟，要求能正常显示，并可用按键进行调整校准以及用遥控器进行相同操作。此次设计与传统的机械表相比，它具有走的更精准，显示更直观等特点，同时具有不同的操作方式，让此次设计更符合现代生活的需求，而且单片机的数字时钟具有编程灵活，便于功能扩充等特点。

本次设计可分为两部分：软件部分、硬件部分。

硬件部分包括: STC89C52单片机模块，数码管模块，蜂鸣器模块，按键模块，闹铃模块。通过正确连接电路以及单片机的编程来实现上述要求。

软件部分的主程序包括：数码管显示程序，按键控制程序，遥控器操作程序。使其实现时分秒正常显示，并可通过按键以及遥控器进行调试功能。

2方案论证

2.1功能要求

1、能显示时、分、秒

2、通过按键可以对电子时钟进行调整校准

3、通过遥控器可对电子时钟进行调整校准

4、可实现设定闹钟并报警功能

5、上电后，电子钟显示“14-00-00”，蜂鸣器同时发出声音

2.2数字时钟方案论证与比较

在本次设计中，数字时钟是最主要的部分，根据此次设计的需要，可利用两种方案实现。方案一：

采用时钟芯片DS12887A进行控制时，由于该芯片具有完备的时钟闹钟功能，所以可以直接用它来进行显示或设置，这样可以让软件的编程相对简单。而且为了保证时钟在电网电压不足或突然断电的情况下仍能正常工作，芯片部本身就包含锂电池，当电网电压不足或者突然掉电的时候，系统会自动转换到部锂电池供电系统，而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。

方案二：

采用单片机本身的定时器进行计时，来实现数字时钟功能。原理为：在单片机部存储器

设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。

2.3数码管显示方案论证与比较

方案一：

采用静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的浪费。

方案二：

采用动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。

从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。

综上所诉：我们采用单片机完成数字时钟的功能，采用数码管的动态显示来完成显示部分。