1、单品机原理及应用课程设计单品机原理及应用课程设计 基于单片机的电子钟设计基于单片机的电子钟设计 院 系 ： 物理电气信息工程学院 2 基于单片机的电子钟设计 一、设计任务 1） 、巩固单片机原理及应用课程所学的有关知识。 2） 、通过硬件设计、软件设计，使学生掌握用单片机组成应用系统的方法， 提高软件设计能力。 3） 、掌握单片机的定时/计数器的编程和使用方法。进一步熟悉单片机功能 部件的应用。 二、设计要求及工作原理说明 要求自己做出原理图设计。并且要扩展一片 8255 芯片作显示接口，分别 输出段码和位码；用 P1 口中的两根口线作功能键。可利用四个 LED 分时显示 当前时间和日历。两个
2、按键的功能：A 键用于调时，范围 023，0 为 24 点， 每按一次时加 1；B 键用于调分，范围 059，0 为 60 分，每按一次分加 1。 单片机程序设计、调试。 本课题采用单片机内部定时器，用软件对其进行秒、分、时的计数，单片 机无法产生 1s 的定时时间，但是可以用硬件定时和软件计数相结合的方法实 现，采用中断方式，即通过中断服务程序进行计数器溢出次数的累计，把定时 器/计数器设定为 62.5ms，计数溢出 16 次就可以得到 1s，计 60 次为 1 分，60 分计 60 次则为 1 小时，然后通过数码管动态刷新显示出来，再设四个按键进 行时间的调整，一个键用作启动/调整键，其余
3、三个分别用于时、分、秒的调 整。 3 三、数字电子钟硬件系统的设计三、数字电子钟硬件系统的设计 3.1 硬件总体设计 硬件系统总体设计如图 1 所示。 图 1 硬件系统总体设计 3.2 数字电子钟硬件系统主要模块功能简要介绍 （1） 功能芯片：本次设计采用 AT89C51 芯片，低功耗、高性能 CMOS8 位微控制 器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，与 工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。价格较低，能满足本次设计的要求。 （2） 电源和复位模块：AT89C51 需 5V 电压，所以可以采用 USB 接口的 5V 电源 对其供
4、电，复位电路可采用上电复位、按键电平复位、按键脉冲复位 3 种，本次 采用按键电平复位。如电路原理图中的电源和复位模块。 （3） 显示模块：该模块由 8 位 8 段共阳极数码管组成，由 8 个 PNP 型三极管分 别驱动其发光，从左至右位控分别接于单片机的 P2.7-P2.0 中上，段控 a-dP 接 于单片机的 P0.0-P0.7 口上，使用动态显示从右向左循环点亮每一位数码管。如 电路原理图中的数码管电路。 （4） 键盘模块：键盘由 4 个独立式按键组成，S0-S4 键分别接在单片机的 P1.0-P1.4 口，并由上拉电阻上拉使其成为电位为高。如电路原理图中的独立键 盘模块。 （5） 时钟
5、模块：为了保证同步工作方式的思想，单片机必须有时钟信号，以使 其系统在时钟信号的控制下按时序协调工作。如电路原理图中的晶振电路。 4 3.3 数字电子钟电路原理图 2.31 数字电子钟电路原理图 3.4 数字电子钟元器件清单 元器件名称 规格 数量 AT89c51 1 晶振 12MHz 1 发光二极管 9 单排插 40 脚 1 三极管 9012 9 蜂鸣器 1 小按键 9 下载口座子 十芯 1 18b20 温度传感器 1 5 六脚开关 1 USB 电源线加接口 1 电阻 200 1 电阻 4.7K 1 电阻 1K 3 电阻 470 24 电解电容 220F 1 瓷片电容 33pF 2 排阻 1
6、0K 2 短路帽 3 杜邦线 8p 1 PCB 板子 1 底座 3 数字电子钟元器件清单 四、四、 数字电子钟软件系统的设计数字电子钟软件系统的设计 4.1 数字电子钟软件系统主要模块功能简要介绍 （1） 主程序：主程序的主要功能是进行定时器/计数器，显示缓冲区的初始化， 显示，以及判断是否有功能键按下，判断按下的键并调相应的键功能程序。 （2） 键功能程序：键功能程序的主要功能是执行对应的功能，Menu 键为启动/ 调整键，第一次按下则由待机状态进入运行状态启动时钟，从 00-00-00 开始显 示，然后按下为奇数则暂停，进入调时状态，按下 Sec 键则秒加 1，按下 Min 键 则分加 1，按下 Hour 键则时加 1；若按下为偶数则进入时钟运行状态。 （3） 中断服务程序：中断服务程序的主要功能是进行计时操作，程序开始先判 断计数溢出是否满了 16 次，若不满 16 次则表明没有达到最小计时单位秒，则中 断返回；若满 16 次表明已达到最小计时单位秒，则程序断续向下执行，进行分 和时的计时。 （4） 显示子程序：显示程序的主
