单片机课程设计--电子钟

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1、目目 录录 1.设计要求 2 2.设计方案 2 2.1 设计方案的选择 . 2 2.1.1 计时方案. 2 2.1.2 显示方案. 2 2.2 硬件部分 2 3.系统模块 3 4.设计流程图 4 5.心得及体会 6 参考文献 7 程序 8 1.1.设计要求设计要求 （1）基本功能：设计一个时钟电路，能显示年月日和时分秒；通过功能键完 成年月日时分秒的切换与对时功能； （2）附加功能：添加秒表功能，能通过键盘进行时间和秒表功能切换。 2.2.设计方案设计方案 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

2、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、ATC89C51 单片机芯片芯片、扬声器、LED 数码管显示即可满足设计要求。 2.1 设计方案的选择 2.1.1 计时方案 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。 2.1.2 显示方案 对于实时时钟而言，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

3、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 4 位 LED 数码管来分别显示时、分、秒，因数码管个数较少，故 本系统选择动态显示方式。 2.2 硬件部分 AT89C51 是一种带

4、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 处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与 工业标准的 MCS-51 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，为很多嵌入式 控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案 3.3.系统模块系统模块 根据上述电子时钟的工作流程，软件设计可分为以下几个功能模块： 单片机最小系统模块：包括低功耗

5、、高性能 CMOS8 位微控制器 AT89C51；本 模块以 AT89C51 为系统控制核心， 系统复位有复位电路完成， 内部有一个高增益、 反相放大器，输出引脚为 XTAL1，输入引脚为 XTAL2。通过这两个引脚在芯片外 接石英晶体振荡器和电容，构成稳定的自激振荡器。 输入输出模块：本模块有 5 个按键，一个开关和一个复位键；单片机运行 期间利用按键完成操作；S2 控制电子钟的启动和调整状态，S3 为加 1 键，S4 为 减 1 键；3 个键任意一个都独自连到一个 I/O 口，他们可以独立的实现相应的电 子钟功能。电子钟可以显示 4 位数字，所以利用四个数码管作为显示窗口，显示 年、月、日

6、、时、分、秒等 主程序模块：主程序主要用于系统初始化：设置计时缓冲区的位置及初值， 设置外部中断的工作方式、定时器的工作方式和计数初值、入口地址等参数。 计时模块：即定时器 0 中断子程序，完成刷新计时缓冲区的功能。 系统使用 12MHz 的晶振，假设定时器 0 工作在方式 1，则定时器的最大定时时间 为 4.0ms，这个值远远小于 1s。因此本系统采用定时器与软件循环相结合的定时 方法。设定时器 0 工作在方式 1，每隔 4.0ms 溢出中断一次，则循环中断 250 次 延时时间是 1s，上述过程重复 60 次为 1 分，分计时 60 次为 1 小时，小时计时 24 次则时间重新回到 00：00：00。因定时器 0 工作在方式 1，则 4ms 定时对应 的定时器初值为：655364ms/2us=0F05FH，即 TH0=0F0H，TL0=5FH。但应当指 出：CPU 从响应 T0 中断到完成定时器初值重装这段时间，定时器 T0 并不停止工 作，而是继续计数。因此，为了确保 T0 能准确定时 4ms，重装的定时器初值必 须加以修正， 修