数字钟单片机实训.docx

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《 》课程设计说明书

题 目
课 程 名 称
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专 业
班 级
学 生 姓 名
学 号
设 计 地 点
指 导 教 师

设计起止时间：年月日至年月日

目录 

一． 摘要
二． 关键词 
三． 正文 
   整体设计思路 
整体设计 
系统的硬件设计 
系统程序设计 
四． 设计总结 
五． 参考文献 

摘要 
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，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的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便[4]。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、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。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 
通过单片机内部的计数/定时器，采用软件编程来实现时钟计数，一般称为软时钟，这种方法的硬件线路简单，系统的功能一般与软件设计相关，通常用在对时间精度要求不高的场合。本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示，通过使用该单片机，实现在8个LED数码管上显示时间，通过3个按键实现时间设定功能，并在数码管进行相应显示。软件部分用汇编实现，分为显示、调时等部分。通过软硬件结合达到最终目的。 

正文 
整体设计思路 
这部分主要介绍工作安排和整体设计的思想。工作过程规划如下：

整体设计 
本数字时钟由单片机 复位电路 时钟电路 显示电路 控制电路等几部分组成。

系统的硬件设计 
1. 单片机AT89C51 
该单片机功能强大，不仅能满足设计的需要，也可以在设计要求的基础上进行一些扩展。 单片机的结构如下：

在使用时VCC接电源电压，GND接地。P0，P1，P2，P3可作为输入或输出端口，RST是复位输入，接复位电路。XTAL1和XTAL2接复位电路。这些可以在硬件设计部分体现出来。

2.时钟电路 
在单片机内部有一个振荡器，本设计采用内部时钟方式，以12MHZ石英晶体振荡器和两个30PF的片电容组成外部振荡器，如图所示。片内的高增益反向放大器通过XTAL1 和XTAL2外接，作为反馈元件的外部晶体振荡器与电容组成的并联谐振回路构成一个自激振荡器，向内部时钟电路提供振荡时钟。电容的大小对振荡频率有微小影响，可起调节作用。

3.复位电路  
AT89C51的RST引脚是复位端。当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机械周期的高电平，就可以实现系统复位，使单片机快速回到初始状态。

4.74LS245驱动器

5.显示电路 
本设计采用动态显示，即一位一位地轮流点亮8个数码管。

系统程序设计 
1．主程序 
 先对显示单元和定时器/计数器初始化，然后重复调用数码管
显示模块和按键处理模块，当有按键按下时，则转入相应的功能程序。 定时器/计数器T0中断服务程序  T0用于计时，选中方式一，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中用一个计数器对50ms计数，计20次则对秒单元加一。秒单元加到60则对分单元加一，同时秒单元清0；分单元加到60则对时单元加一，同时分单元清0；时单元加到24则对时单元清0，标志一天时间计满。在对各单元计数的同时，把他们的值放到存储器单元的指定位置。流程图如下： 

2．总程序 

3． 软件编译环境：Keil，确保生成 ". Hex"文件 

4．仿真结果 

设计总结 
本设计能够很准确的走时，并能够通过硬件对时钟进行时间调整。我在这一次单片机最小系统的设计过程中，很是受益匪浅。通过对自己所学的知识的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书面表达能力，最终完成了。这为自己今后进一步深化学习，积累了一定宝贵的经验。培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。通过这次课程设计我发现，只有理论水平提高了；才能够将课本知识与实践相整合，理论知识服务于教学实践，以增强自己的动手能力。这个实验十分有意义 我获得很深刻的经验。通过这次课程设计，我们知道了理论和实际的距离，也知道了理论和实际想结合的重要性，也从中得知了很多书本上无法得知的知识。我们的学习不但要立足于书本，以解决理论和实际教学中的实际问题为目的，还要以实践相结合，通过自己的手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。学习就应该采取理论与实践结合的方式，理论的问题，也就是实践性的课题。这种做法既有助于完成理论知识的巩固，又有助于带动实践，解决实际问题，加强我们的动手能力和解决问题的能力。

参考资料
《单片机原理及接口技术》 第2版 李全利 编著
《模拟电子技术》 第4版 胡宴如 编著
《数字电子技术基础》 第3版 周良权 方向乔 编著