基于AT89C2051单片机的电子钟.doc

单片机课程设计 1 新颖的 60 秒旋转电子钟余水宝数理与信息工程学院 2006 年5月课程设计任务书 1 新颖的 60 秒旋转电子钟任务书一、任务设计一款基于 AT89C2051 单片机的电子钟。二、设计要求 1、基本要求⑴用4只 LED 数码管输出显示时和分。⑵可通过按键设置闹钟功能,且停闹无须手工操作。⑶可通过按键设置分校时。⑷月计时误差小于 45 秒。⑸写出详细的设计报告。⑹给出全部电路和源程序。 2、发挥部分⑴用 60只 LED 发光管旋转显示,模拟“秒针”的行走。⑵模拟“秒针”行走的“嘀哒”声。⑶增加室温检测和显示功能(可与时间交替显示)。⑷增加停(掉)电保护功能。⑸提高计时精度,使年计时误差小于 30 秒。⑹增加日自动校准功能,使得该电子钟“永无误差”。⑺增加红黄绿三色变色装饰。⑻可通过按键设置一天两闹(比如早晨、中午各一次)。单片机课程设计----- 新颖的 60秒旋转电子钟 2 新颖的 60 秒旋转电子钟目前市场上提供的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明的情况下都是不可见的。要知道当前的时间,必须先开灯,故较为不便。现在市场上也出现了一些电子钟,它以六只 LED 数码管来显示时分秒,与传统的以指针显示秒的方式不同,违背了人们传统的****惯与理念,而且这类电子钟一般是采用大型显示器件,适用于银行、车站等公共场所, 且外观设计欠美观,很少进入百姓家庭。此外,无论是机械钟、石英钟还是电子钟,都存在着共同的问题:时间误差。针对以上存在的问题,我们设计了一款采用 LED 显示器件显示的电子时钟,有效克服了时钟存在的误差问题,并能在夜间不必其它照明就能看到时间,且以 60只发光管实现秒显示,接近于传统的秒针来显示秒的形式,用户容易接受,而且美观大方。另加七只装饰用的 LED 灯,使整个时钟显的相当美观新颖,故还可作为室内装饰用。 1 系统主要功能电子钟的外观如图 1所示。周边 60只发光管顺时旋转来显示秒,中间四只 LED 数码管用于显示时间,中下方的七只 LED 灯顺时旋转,供装饰用。其主要功能有:整点报时;四只 LED 数码管显示当前时分;每隔一秒钟周边的 60只 LED 发光管旋转一格,装饰用的 LED 每隔一秒旋转一次。当发生停电事件时,由后备电池供电,系统进入低功耗状态,所有显示部件停止显示,这样即延长了电池的寿命,同时又保证了 CPU 继续计数,不至于因停电而时钟停止运行。当恢复供电后,系统自动恢复工作状态,不影响计时。图1 多功能电子钟外观图 2 系统的硬件构成及功能电脑钟的原理框图如图 2所示。它由以下几个部件组成:单片机 89C2051 、电源、时分显示部件、 60秒旋转译码驱动电路。时分显示采用动态扫描,以降低对单片机端口数的要求,同时也降低系统的功耗。时分显示模块、 60秒旋转译码驱动电路以及显示驱动都通过 89C2051 的I/O 口控制。电源部分:电源部分有二部分组成。一部分是由 220V 的市电通过变压、整流稳压来得到+5V 电压,维持系统的正常工作;另一部分是由 3V 的电池供电,以保证停电时正常单片机课程设计----- 新颖的 60秒旋转电子钟 3 走时。正常情况下电池是不提供电能的,以保证电池的寿命。具体电路参见“新颖的 60 秒旋转电子钟参考电路原理图”。图2 电子钟系统原理框图 AT89C2051 单片机及其引脚说明 AT89C2051 单片机是 51系列单片机的一个成员,是8051 单片机的简化版。内部自带 2K字节可编程 FLASH 存储器的低电压、S 八位微处理器,与 Intel MCS-51 系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位 CPU 和闪速存储器结合在单个芯片中,因此,AT89C2051 构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统,省去了外部的 RAM 、ROM 和接口器件,减少了硬件开销,节省了成本,提高了系统的性价比。 AT89C205 1是一个有20个引脚的芯片,引脚配置如图3所示。与805 1相比,AT89C205 1 减少了两个对外端口(即 P0、P2口) ,使它最大可能地减少了对外引脚下,因而芯片尺寸有所减小。 AT89C2051 芯片的 20个引脚功能为: 图3 AT89C2051 引脚配置图4 CD4017 引脚图 VCC 电源电压。 GND 接地。 RST 复位输入。当 RST 变为高电平并保持 2 个机器周期时,所有 I/O 引脚复位至“1”。XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2 来自反向振荡放大器的输出。单片机课程设计----- 新颖的 60秒旋转电子钟 4 P1口8位双向 I/O 口。引脚 ~ 提供内部上拉,当作为输入并被外部下拉为低电平时,它们将输出电流