多功能电子钟课程设计报告.doc

1 目录一、设计要求………………………………………… 2 二、设计方案和论证………………………………… 2 (一)总设计原理图………………………………… 2 (二)设计方案的选择……………………………… 2 (三) 硬件部分……………………………………… 4 (四) 软件部分……………………………………… 8 三、设计总结………………………………………… 26 2 一、设计要求 1、准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。 2、小时以 24小时计时形式,分秒计时为 60进位。 3、校正时间功能,即能随意设定走时时间。 4、准点报时,即闹钟功能,当走时到该时间,能以声或光的形式告警提示。 5、设计 5V直流电源,系统时钟电路、复位电路。 6、跑表,测量时间。 7、修改闪烁显示。二、设计方案和论证本次设计时钟电路,使用了 ATC89C51 单片机芯片控制电路,单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路,使得电路简明易懂,使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒,用一扬声器来进行定时提醒,同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示,使得编程变得更容易,这样通过四个模块:键盘、芯片、扬声器、 LED 显示即可满足设计要求。(一) 总设计原理框图如下图所示: 微型控制器时钟电路声光报时校时输入数据显示 3 (二)设计方案的选择 1:采用实时时钟芯片现在市场上有很多实时时钟集成电路,如 DS1287 、DS12887 、DS1302 等。这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能,计时数据的更新每秒自动进行一次,不需要程序干预。因此,在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。方案 2:使用单片机内部的可编程定时器。利用单片机内部的定时计数器进行中端定时,配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本,但程序设计较为复杂。 ,显示显然是另一个重要的环节。通常 LED 显示有两种方式:动态显示和静态显示。静态显示的优点是程序简单、显示亮度有保证、单片机 CPU 的开销小,节约CPU 的工作时间。但占有 I/O 口线多,每一个 LED 都要占有一个 I/O 口,硬件开销大,电路复杂。需要几个 LED 就必须占有几个并行口,比较适用于 LED 数量较少的场合。当然当 LED 数量较多的时候,可以使用单片机的串行口通过移位寄存器的方式加以解决,但程序编写比较麻烦。 LED 动态显示硬件连接简单,但动态扫描的显示方式需要占有 CPU 较多的时间,在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。本系统需要采用 6位LED 数码管来分别显示时、分、秒,因数码管个数较多,故本系统选择动态显示方式。(三)硬件部分 1、 STC89C51 单片机介绍 STC89C51 单片机是由深圳宏晶公司代理销售的一款 MCU ,是由美国设计生 4 产的一种低电压、高性能 CMOS 8 位单片机,片内含 8kbytes 的可反复写的 FlashROM 和128bytes 的RAM ,2个16位定时计数器[5]。 STC89C51 单片机内部主要包括累加器 ACC( 有时也简称为 A)、程序状态字 PSW 、地址指示器 DPTR 、只读存储器 ROM 、随机存取存储器 RAM 、寄存器、并行I/O 接口 P0~P3 、定时器/计数器、串行 I/O 接口以及定时控制逻辑电路等。这些部件通过内部总线联接起来,构成一个完整的微型计算机。其管脚图如图所示。 STC89C51 单片机管脚结构图 VCC:电源。 GND :接地。 P0口: P0口为一个 8位漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸收 8TTL 门电流。当 5 P1口的管脚第一次写 1时,被定义为高阻输入。 P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时, P0口作为原码输入口,当 FIASH 进行校验时, P0输出原码,此时 P0外部必须被拉高。 P1口: P1口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向 I/O 口, P1口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1口管脚写入 1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时, P1口作为第八位地址接收。 P2口: P2口为一个内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口, P2口缓冲器可接收, 输出 4个TTL 门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时, P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 P2口当用于外部程序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当