《单片机电子钟毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机电子钟毕业论文.doc（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、单片机电子钟 摘 要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本设计是定时闹钟的设计，由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成的一个单片机电子定时闹钟。电子钟设计可采用单片机来完成。数字电子钟是用数字集成电路构成的，用数码管显示“时”
2、，“分”，“秒”的现代设计装置。若用数字电路完成，所设计的电路相当复杂，大概需要十几块数字集成块，其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现，焊接的过程比较复杂，成本也非常高。若用单片机来设计制作完成，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，那么就降低了硬件电路的复杂性，而且其成本也有所降低，所以在该设计中采用单片机利用AT89C51，它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。AT89C51单片机结合七段显示器设计的简易定时闹铃时钟，可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间，若时间到则发出一阵声响，进一步可以扩充控制电器的启停。设计内容包括了秒信号发生器、时间显示电路、按键电路、供电电源以
3、及闹铃指示电路等几部分的设计。采用四个开关来控制定时闹钟的工作状态，分别为：K1、设置时间和闹钟的小时：K2、设置小时以及设置闹钟的开关：K3、设置分钟和闹钟的分钟：K4、设置完成退出。本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件,再配以相应的软件，达到制作简易数字钟的目的，其硬件部分难点在于元器件的选择、布局及焊接。关键字：单片机 AT89C51 共阳极LED数码管显示器AbstractIn recent years, with computers in the infiltration and the development of large-scale integr
4、ated circuits. SCM application is steadily deepening, as it has strong function, small size, low power dissipation, low prices, reliable, easy to use features, it is particularly suited to and control of the system, increasingly widely used in automatic control, intelligent instruments, gauges, data
5、 acquisition, military products and household appliances, and other areas, is often microcontroller as a core component to use, In light of specific hardware architecture, and application-specific software features object combine to make perfect.This design is the design of timing clock from the mic
6、rocontroller AT89C51 chip and LED digital tube as the core, supplemented by the necessary circuitry, consisting of a microcontroller electronic time clock. MCU clock design can be used to complete. Digital electronic clock is composed of digital integrated circuits using digital tube displays time,
7、sub, seconds of modern design unit. If using digital circuits to complete, the design of the circuit quite complex takes about 10 a few number of Manifold and its functions are mainly dependent on the digital circuit a combination of the various functional blocks to achieve the welding process is re
8、latively complex and cost is very high. If designed with the MCU to complete, due to the realization of its functions mainly through software programming to complete, then reduce the complexity of the hardware circuitry, and its cost has decreased, so the use of the design used in microcontroller AT
9、89C51, it is a low - power, high-performance CMOS 8-bit microcontroller. AT89C51 microcontroller with seven-segment display designed for simple timing alarm clock, you can set the current time and display the alarm set-up time, if the time to sound a while is issued, and further could expand the sta
10、rt-stop control of electrical appliances.Designed to include a second signal generator, the time display circuit, key circuits, power supply and the alarm instruction circuit design of several parts. Use of four switches to control the timing clock working state, respectively: K1, set the time and c
11、lock hours: K2, set the hours and set the alarm switch: K3, set the minute and alarm clock minutes: K4, is set to complete withdrawal.The figures do bell on SCM (AT89C51) at the core, Combined with the componentsand factoring in the corresponding software, Easy to produce digital clock purposes, as
12、part of the hardware components is a difficult choice, layout and welding.Key words: Single Chip MicrocomputerAT89C51 Atotal of anode LED digital tube display目录前言6第一章 AT89C51单片机概述71.1 AT89C51单片机的特点71.2 AT89 C51单片机的引脚功能7第二章总体方案设计102.1 系统设计102.1.1电路组成及工作原理102.2 硬件系统102.2.1单片机系统102.3 时钟芯片的选择113.1 输入部分1
13、33.1.1电源模块133.3 输出部分153.3.1 显示模块153.3.2 LED显示驱动153.3.3 闹铃模块163、LED灯显示模块163.4 电路相关参数173.4.1 LED数码显示器17第四章 系统软件设计184.1 主程序流程图18第五章 系统调试215.1 系统功能215.2 时钟精度分析21第六章 系统设计总结23致谢24参考文献25附录261、系统原理图：262、系统PCB图：263、仿真图274、主程序：28前言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
14、品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，
15、是传统控制技术的一次革命。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。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,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关
16、烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。本文通过对一个能实现按键开关可调整时、分、秒，且具有定时报警的24小时制的时间系统的设计学习，详细介绍了51单片机应用中的定时中断原理、数码管显示原理、动态扫描显示原理等进一步学习、应用单片机C语言系统的实现了各种功能。从而使自身明白使用单片机汇编语言和C语言之间的效率、整体性问题。系统由AT89C51、独立式按键、二极管LED数码管、蜂鸣器等部分构成，能实现24小时制时、分、秒的时钟显示。同时也可以进行时、分、秒的校准、定时报警。第一章 AT89C51单片机
17、概述 1.1 AT89C51单片机的特点 单片机在很多方面具有显著的优点和特点，具体有：1、控制功能强 单片机的指令系统中大都有机丰富的转移指令、I/O口的逻辑作以及位处理功能。其实时控制功能特强。2、集成度大、体积小、可靠性高由于CPU、存储器及I/O接口等各功能部件集成在同一芯片内，内部采用总线结构你，减小了体积，易于对强磁场环境采用屏蔽，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。3、低功耗、低电压、性价比高、易于产品化单片机大部分产品都就具有低功耗、低电压的特点，有较高的性能价格比，从而易于产品化，满足各个领域广泛的需要。4、易于进行系统扩展单片机的系统扩展、系统配置较典型、规范，容易构成各
18、种规模的应用系统。5、串行扩展总线系统具有串行口，具有通讯功能，增加了（I2C）（Inter Integrated Circuit）串行总线、SPI(Serial Peripheral Interface)串行接口等。近来推出的单片机产品，内部集成具有高速I/O口、ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、串行扩展总线和网络控制总线等方面都有了进一步的增强。正是由于单片机的这些特点，使其在各个领域得到了广泛的应用。1.2 AT89 C51单片机的引脚功能AT89C51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，如图1-1所示。按其功能可分为电源、时钟、控制和I/O接口四大部分。（1）电源引
19、脚VCC：芯片主电源，外接+5V；GND：电源地线。（2）时钟引脚XTAL1与XTAL2是内部振荡器的两条引出线（3）控制引脚a、ALE/：地址锁存控制信号/编程脉冲端。图1-1：AT89C51管脚图在扩展系统时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低8位地址和数据的隔离。P0口作为数据地址复用口线。当访问单片机外部程序、数据存储器或外接I/O口时，ALE输出脉冲的负跳用于低8位地址的锁存信号。即使不访问单片机外部程序、数据存储器或外接I/O口，ALE端仍以晶振频率的1/6输出正脉冲信号。因此可作为外部时钟或外部定时信号使用。但应注意，此时不能访问单片机外部程序、数据存储器或
20、外设I/O接口。ALE端可以驱动8个TTL负载。b、：片外程序存储器读选通有效信号。当CPU向片外程序存储器读取指令和常数期间，每个机器周期两次低电平有效。但在此期间，每当访问外部数据存储器或I/O接口时，该两次低电平有效信号将不出现。端可以驱动8个TTL负载。c、/VPP：访问程序存储器控制信号/编程电源输入端。当此引脚信号为低电平时，只访问片外程序存储器，不管片内是否有程序存储器。当此引脚为高电平时，单片机访问片内的程序存储器，但对AT89C51来说，当PC（程序计数器）值超出4K地址时，自动转到片外程序存储器1000H开始顺序读取指令。d、RST/VPD：复位/掉电保护信号输入端。当振荡
21、器运行时，在此引脚加上一个高电平信号2个机器周期，就能使单片机回到初始状态，即进行复位。（4）I/O引脚P0口（P0.0P0.7）：8位双向并行I/O接口。扩展片外存储器或I/O口时，作为低8位地址总线和8位数据总线的分时复用接口，它为双向三态。P1口（P1.0P1.7）：8位准双向并行I/O接口。P1口每一位都可以独立设置成输入、输出位。P2口(P2.0P2.7)：8位准双向并行I/O接口。扩展外部数据、程序存储器时，作为高8位地址输出端口。P3口(P3.0P3.7)：8位准双向并行I/O接口。除了与P1口有一样的I/O功能外，每一个引脚还兼复第二功能，如表所示：P3口的第二功能信号都是单片
22、机的重要控制信号。因此，在实际使用时，都是先按需要选用第二功能信号，剩下的才以第一功能的身份作为数据位的I/O使用。P1、P2、P3口线片内均有固定的上拉电阻，故称为准双向并行I/O接口。P0口片内无固定的上拉电阻，有两个MOS管串接，既开路输出，又可处于高阻的“悬空”状态，故称为双向三态并行I/O接口。第二章 总体方案设计2.1 系统设计2.1.1电路组成及工作原理本文数字时钟设计原理主要利用AT89C51单片机，由单片机的P0口控制数码管的位显示，P2口控制数码管的段显示，P1口与按键相连用于时间的校正。在设计中引入两个电源电路，一个是外部电源系统产生的+5V电压，用于给CPU及显示电路提
23、供工作电压，这是数字时钟正常工作时的总电压。另一个是备用电源，当能使计时保持正常，不会造成掉电时计时清零的现象。针对内外两个电源情况MC34064电压检测电路，用于实际判断是哪个电源在工作。整个系统工作时，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，将标准秒信送入“秒计数器”，“秒计数器”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分钟，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进制计时器，可实现对一天24小时的累计。显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的
24、输出，通过六个七段LED显示器显示出来。校时电路是直接加一个脉冲信号到时计数器或者分计数器或者秒计数器来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整。2.2 硬件系统2.2.1单片机系统单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力（如算术运算、逻辑运算、数据传送、中断处理）的微型处理器（CPU），随机存取数据存储器（ROM）输入输出电路（I/O口），可能还包括定时计数器，串行通信口（SCI），显示驱动电路（LCD或LED驱动电路），脉宽调制电路（PWM），模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上，构成一个最小然而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速
25、、高效地完成程序设计者事先规定的任务。本文采用的单片机为AT89C51，AT89C51是一种低功耗、高性能的片内含有4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微型处理器，俗称单片机。它可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51是一种指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89
26、C系列单片机为很多嵌入式控制系统提供一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51的主要性能参数：与MCS-51产品指令系统完全兼容4K字节可重擦写FLASH闪速存储器1000次擦写周期全静态操作：0HZ24MHZ三级加密程序存储器1288字节内部RAM32个可编程I/O口线2个16位定时/计数器6个中断源可编程串行URAR通道低功耗空闲和掉电模式AT89C51提供以下标准功能：4K字节FLASH闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，2个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时AT89C51降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种可选的节
27、电工作模式。空闲方式体制CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器体制工作并禁止其他所有不见工作直到下一个硬件复位。2.3 时钟芯片的选择本次设计根据实验要求设计数字时钟。可利用如下两种方案实现。方案一：本方案采用美国DALLAS公司的专用时钟芯片DS1302。该芯片主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。其内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发
28、情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。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：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息，并通过程序控制扫描输出显示数据。利用定时器0与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加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，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。
29、且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。鉴于以上两种方案，虽然时钟芯片DS1302具有更多的优点，由于实验硬件的因素，现有的硬件缺少DS1302,为不影响实验进度，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。根据题目要求设计的总体框图，如图2-1所示：图2-1单片机数字钟硬件系统的总体设计框图第三章 系统硬件设计3.1 输入部分3.1.1电源模块方案一：采用200W/5V直流稳压电源作为系统电源和3节干电池串联作为单片机电源，不仅功率上可以满足系统需要，不需要更换电源，并且比较轻便、断电后电子钟还能够照常运行，使用更加安全可靠。方案二：采用普通的USB线连接微型计算机作为系统电
30、源，虽然功率上可以满足稍大于系统需要，但同样不需要更换电源，并且比直流稳压电源更轻便，可随时使用、调试系统。基于以上分析,由于本次设计系统都是软硬件相结合和实际需要的考虑，所以我们决定采用方案一。3.2 键盘工作模块键盘是人与单片机打交道的主要设备，按键的读取容易引起误动作。可采用软件去抖动的方法处理，软件的触点在闭合和断开的时候会产生抖动，这时触点的逻辑电平是不稳定的，如不采取妥善处理的话，将引起按键命令错误或重复执行，在这里采用软件延时的方法来避开抖动，延时时间为20ms ().按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械时开关、导线橡胶时开关等：另一类是无触点式开关按键，如电
31、气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微型系统中最常见的是触点式开关按键。按键按照接口原理可分编码键盘与非编码键盘两类，这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码键盘主要是用硬件来实现对键识别，非编码键盘主要是有软件来实现键盘的定义与识别。全编码键盘能够由硬件逻辑自动提供与键对应的编码，此外，一般还具有去抖动和多建、窜键保护电路。这种键盘使用方便，但需要较多的硬件，价格较贵，一般的单片机应用系统较少采用。非编码键盘只简单地提供行和列的矩阵，其它工作均由软件完成。由于其经济实用，较多地应用于单片机系统中。在本套设计中由于只需要几个功能键，此时，可采用独立式按键结构。
32、独立式按键结构独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大。独立式按键电路独立式按键的软件结构独立式按键的软件常采用查询式结构。先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。电压检测电路（MC34064电路如图32所示）电路核心元件是MC34064，它具有电压检测功能。工作方式是低电平有
33、效，因此将其1脚与单片机的P1.7相接，2脚接VCC，3脚接地。当外部电源+5V供电时，P1.7为高电平送入累加器C，此时C=0单片机进入空闲方式，关断显示但内部计时仍在进行。这样就能很好地判断是外部+5V电源供电还是备用电池供电，根据CPU的工作状态进而实现时钟断电仍能及时，当重新接入+5V电源时实现计时显示同步运行的功能。图3-1：MC34064芯片 图3-2：MC340614电路备用电池功耗问题在设计方案中采用+3.6V可充电电池作为备用电源，但若把电池直接并联在外部+5V电源引脚两端时，存在着电池功耗问题如：1.接入+5V是会对电池B1进行电流很大的强充电过程，这会直接影响电池的使用寿
34、命。2.停止外部+5V电源供电时，此时外部电源等效于一个电压源，充电电池B1既要对CPU供电又要对电压源供电，这样会使电池电量消耗过大，使得电池供电效率大大降低。为解决上述问题，我们引入两个1N5819如图所示3-1：1.若+5V接入时，一方面为显示部分和复位电路提供+5V工作电压，另一方面通过V8、R15对电池B1进行涓流充电，同时通过V7向CPU提供工作电压。从而很好地解决电池充电时电流过大影响电池使用寿命的问题。2.当外部+5V电源断开时，由电池B1经V7向CPU提供工作电压，同时由于V8截此故不会造成电池B1对外部的放电，从而提高了电池的供电效率，能够长时间地为CPU提供工作电压。图3
35、-3电子钟外围IN5819电路3.3 输出部分3.3.1 显示模块显示模块是本次单片机课程设计最核心的部分。方案一：采用LCD1602。LCD1602为工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。其采用标准的16脚接口，该液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，所以可分容易的实现数字钟数码显示。方案二：采用LED共阳极数码管。共阳数码管在应用时将公共极COM接到髙电位VCC上，当某一字段发光二极管的阳极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。基于以上分析，我们考虑到现实经济因素，所以选择了方案二。3.3.2 LED
36、显示驱动对于6路共阳极数码管数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类：方案一：静态显示驱动。就是每一个数码管显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种办法单片机中CPU的占用较小。但对于静态显示方式,所需的数据锁存装置很多,引线多而复杂,且可靠性也较低。方案二：动态显示驱动。通过单片机对数码管位选通COM端电路的控制，只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没
37、有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。动态显示可以大幅度地降低硬件成本和电源的功耗，因为某一时刻只有一个数码管工作，也就是所谓的分时显示，故显示所需要的硬件电路可分时复用。动态显示方式,可以避免静态显示的问题。但设计上如果处理不当,易造成亮度低,闪烁问题。因此合理的设计既应保证驱动电路易实现,又要保证显示后的数据稳定,无闪烁。动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式, 复用的程度不是无限增加的, 因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短, 发光的亮度等因素. 我们通过
38、实验发现, 当扫描刷新频率(发光二极管的停闪频率) 为50Hz, 发光二极管导通时间1m s 时, 显示亮度较好, 无闪烁感.。 鉴于上述的方案分析, 我们采用方案二。3.3.3 闹铃模块方案一：采用语音芯片ISD1110闹铃。ISD1110 具有多种采样率对应，多种录放时间，可以利用振荡电阻自已决定采样率。操作简单，灵活。音质好，适应电压范围广。可先对录放音设备录入一段音乐或其他报时方式，当到设定时间时，单片机控制录放音设备放音。方案二：采用有源+5V蜂鸣器做闹铃，当到设定时间时，单片机向蜂鸣器送出低电平，蜂鸣器响铃。采用蜂鸣器闹铃结构简单，只需要单路信号控制，发出的闹铃声音可以根据响和不响
39、的不同的软件延时时间来控制，当然也能发出音乐声音。基于两种方案分析，虽然语音芯片ISD1110具备更多优点，但鉴于经济因素，我们本次设计还是决定采用方案二。当然如果在大型比赛和产品上市的话，还是偏向于采用方案一的。 3、LED灯显示模块采用LED灯可以方便的用不同的流水方式或单个LED灯来判断系统的工作状态，实现不同的显示功能，是一种经济又实用的方式。3.4 电路相关参数3.4.1 LED数码显示器通常用的七段数码显示器的内部有8个发光二极管，其中7个发光二极管组成了数字“8”，剩下一个发光二极管就是这位数字所带的小数点。数码管结构图如图1 - 2所示。各段码位与显示段的对应关系如表1。 图1
40、-2 LED数码管结构引脚图表1 各段码位的对应关系段码位D7D6D5D4D3D2D1D0显示段dpgfedcba第四章 系统软件设计4.1 主程序流程图如图1-4所示： 图4-1 主程序流程图第五章 系统调试5.1 系统功能本系统已符合设计课程基本要求，即可以实现24小时方式;可用六位LED数码管显示时、分、秒;可使用按键开关可实现时、分调整。除了满足这些基本要求外，本系统还做了一些创新:（1）通过1功能按键KEY1开关可使系统具有加密功能。加密前后可通过观察LED二极管的显示方式来判断。当LED做流水灯显示方式时，为加密前的状态;当只有LED灯中的LED2（由P0.1口控制亮灭）时，代表已
41、对系统进行加密。（2）通过功能按键开关KEY1进入可进入时间校准系统。KEY2控制秒的校准，KEY3控制分的校准，KEY4控制时的校准。每次一有校准按键按下时，系统会发出不同的声响，以提示用户目前正在校准的是时、分、秒的哪一种。校准完成后仍然是通过功能按键KEY1返回时钟显示。（3）通过更改主程序中定时器的定时初值，可实现不同样式的数字钟显示方式。通过实验测得以下参数如表2所示(程序中定时参数CYCLE在以下简称C)： C （ms）数码管显示方式 静态 闪烁 拉幕式（4）可实现整点闹鸣功能。整点到时，可短蜂鸣一次。5.2 时钟精度分析 为进一步使本次的系统做得更完美，我使用了标准的秒表对自己设
42、计的时间进行了精度测量。本次设计系统使用的晶振为12MHZ.数码管显示00：10：00时，用秒表测得相应的数据如表3所示：表3序号12345T(min)10.00.578110.00.478710.00.504010.00.30969.59.2587序号678910T(min)10.01.433510.00.20039.59.455610.01.202610.00.2597序号1112131415T(min)9.58.975010.00.118110.00.960410.02.50609.59.8985序号1617181920T(min)10.00.108110.01.054510.00.95
43、6010.00.785410.00.4355通过计算可得数码管显示:00：10：00时，秒表测得的数值平均值为:00：10:2343 。以上数据表明了本次系统的精度基本符合实验课程精度要求。因为以上共有20组，测量时已去除了粗大误差。当然，如果将测量时间加长，所测得的精度将更精确。第六章 系统设计总结本次课程从基本方案的制定，再到硬件电路的选择，到制作电路完成，最后进行程序调试。在此期间我遇到很多困难，尤其是在做仿真时结果经常出不来。经过仔细检查，仿真线路是没有错的，可结果就是不行。但当我将实物做出来后，进行了调试，实物上却可以出来成果。这说明了可能是仿真软件的。经过一次又一次品尝到了解决问题
44、的喜悦,最终提前完成了要求的全部功能，并在空闲的时间里加入了一些创新的部分。在此次课程设计中我发现了自己知识的不足，通过一周的学习、实践，我学到了很多东西。 通过此次课程设计的教学实践，进一步学习、掌握单片机应用系统的有关知识，加深了解单片机的工作原理。初步掌握简单单片机应用系统的设计、制作、调试的方法。提高动手实践能力。通过这次对数字时钟的设计，让我系统的了解和学会应用单片机C语言来对所需实现的功能进行编程。 在调试时遇到了一些问题，比如，刚开始进行按键输入检测时，我们直接用万用表测量按键两端的电平，刚测时，万用表显示高电平，当有按键按下时，则万用表显示低电平，这说明了按键是正常的，但当直接
45、用按键时，系统板则不能正常使用按键。后面重新焊接了按键，系统板则才能正常使用按键。还有，LED灯显示模块的上拉电阻，也是出现了同样的情况。原先焊接时发现了电阻的管脚比之前看到的同阻值电阻管脚细。后面经过万用表调试后，重新焊接了电阻，部里就解决了。上述电子钟，无论在外观上还是功能上都实现了较为完善的设计。特别值得一提的是本系统的加密效果，可与现实生活中的数字钟相媲美，因为有了加密效果，可以使用户在购买时知道其产品是否是新的，还是二手货。但本系统在定时闹鸣时，声音不过响应，因为我为了让蜂鸣器闹鸣时系统时间不受到影响，而是继续走动，所以把闹鸣时间控制在定时器0 1s定时里面，所以定时时间到了时，响的
46、时间不到1s，通过的电流过小，要解决此问题，可在蜂鸣器的放大电路中多加一级放大电路，使定时时间到了时，通过的电流足够大以驱动蜂鸣器。亦或通过软件设置蜂鸣，则可以正常实现蜂鸣器的功能。致谢通过几个月的不断努力，终于完成了此次毕业设计。在设计过程中，通过针对性地查找资料，了解了些电子方面的资料，既增长了自己的见识，补充最新的专业知识，又提高了自己的应用能力。这次对AT89C51有了一个全面的认识，在此基础上结合以前所学的专业知识，从而把我所学的知识贯穿到一起，对电子专业有了一个更全面的认识！总之这次毕业设计让我把理论设计和工程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合、个人作用和集体协作相结合等
47、方面全面培养学生素质。这些在我今后的学习和工作当中都会有很大的帮助。在此，我要感谢我的课任教师和我这次的毕业设计指导教师，正是他们在百忙之中还抽出宝贵的时间对我进行精心的指导，才使我顺利完成了我的毕业设计。同时也感谢学校各个领导和老师对我几年来的关心和帮助。使我在大学中学到了各种宝贵的知识。在此，衷心地谢谢你们！参考文献1丁辉、姚庆文 实用单片机电子钟的设计 无线电2003年合订本（下）2于海生 微型计算机控制技术 清华大学出版社 13程继兴、杨光永、李泰 单片机原理及应用 中国传媒大学出版社 4孙津平 数字电子技术 西安电子科技大学出版社5孔凡东、蒋卓勤 电路基础 西安电子科技大学出版社6陈疑 电子材料与元器件 电子工业出版社7黄正谨 综合电子设计与实践 东南大学出版社8杨欣等 电子设计从零开始 清华大学出版社9吴慎山 电子线路设计与实践 电子工业出版社10计算机辅助电路设计与Protel DXP 高等教育出版社