数码管电子钟的设计及实现.docx

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1、码管电子钟的设计及实现本科毕业设计数码管电子钟的设计及实现院系：信息工程学院姓名：学号：0835140115专业：通信工程年级：2008级指导教师：职称：完成日期：2012年5月电子钟要紧是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有的时候钟精确、体积小、可拓展性能强等特点，被广泛用于生活与工作中去。本文要紧为实现一款可正常显示时间、带有24h12h制调整、带有AM/PM显示与时间校准功能的一款基于单片机仿确实多功能电子钟。本文对设计要求的功能进行了分析与比较，确定了提供电源、界面显示、输入等方案。本设计使用AT80C51芯片作为核心，以时钟电路、复位电路为辅助电路，用Proteus软件自带的电子钟

2、组件实现高度仿确实显示结果。软件部分要紧使用简单且应用广泛的C51语言编写实现。这种仿确实电子钟具有电路简单、读取方便、显示直观、功能多样、时间精度较高、操作简单、编程容易、成本低廉等很多优点。设计要紧是用Proteus电路软件实现电子管的仿真。通过改装，添加部分功能所生产出的产品即可应用于通常的生活与工作中，从而给人们的生活与生产带来便利，符合电子仪器仪表的进展趋势，具有广阔的市场前景。关键词：单片机；电子钟；操纵器AbstractElectronicclockistheuseofelectronictechnologytomakeclockelectronicanddigital.With

3、apreciseclock,smallsizeandcanbeabletodevelopstrongperformancecharacteristics,soarewidelyusedtoliveandwork.Inthispaper,toachieveanormaldisplaytimewith24h12hsystemadjustments,withtheAM/PMdisplayandtimecalibrationfunctionofasimulationbasedonsinglechipmulti-functionelectronicclock.Inhispaperthedesignreq

4、uirementsofthefunctionareanalyzedandcompared,determinedtoprovidepower,interfacedisplay,inputprogram.ThisdesignadoptsAT80C51chipasthecore,withaclockcircuit,resetcircuit,usingProteusSoftwarecomeswiththeelectronicclockassemblytoachieveahighdegreeofsimulationresult.SoftwarepartmainlyusesawiderangeofC51l

5、anguage.Thissimulationelectronicclockhastheadvantagesofsimplecircuit,convenientreading,visualdisplay,multiplefunctions,highprecision,simpleoperation,timeprogrammingiseasy,lowcostandmanyotheradvantages.ThedesignismainlyuseProteussoftwaretorealizetheelectronictubesimulationcircuit.Aftermodification,ad

6、dingsomefunctionstoproduceproductsthatcanbeappliedtopeople,slifeandproduction,inlinewiththedevelopmenttrendofelectronicinstrumentation,andhasbroadmarketprospects.Keywords：SCM;electronicclock;controller1绪论11.1 数字电子钟的背景与意义11.2 本设计研究的要紧内容22系统总体设计及方案论证32.1 提供方案32.2 显示界面方案32.3 输入方案43系统硬件设计及实现53.1 整体方案设计5

7、3.2 单片机的基本结构63.3 其它电路设计83.3.1 时钟电路83.3.2 复位电路9333数码管显示电路104系统软件设计及实现144.1 主程序流程图144.2 时间调整程序流程图155Proteus软件仿真175.1 Proteus软件简介175.2 仿真步骤175.3 仿真过程中出现的错误及解决措施175.4 仿真结果18总结20参考文献21致谢22附录231绪论1.1 数字电子钟的背景与意义20世纪末电子技术获得了飞速的进展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的进展与社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节

8、奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性与繁杂性容易使人不记得当前的时间，不记得了要做的情况，当情况不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要情况，一时的耽搁可能酿成大祸。单片机具有集成度高、功能强、通用性好的特点，特别是它能耗低、价格便宜、可靠性高、抗干扰能力强与使用方便等特殊的优点，因此单片机现在广泛的应用到家用电器、机电产品、儿童玩具、机器人、办公自动化产品等领域。目前，单片机正朝着高性能与多品种方向进展，趋势是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格与外围电路内装化等几个方面进展。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的操纵系统设计思

9、想与设计方法。从前务必由模拟电路或者数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的操纵技术也称之微操纵技术，是传统操纵技术的一次革命。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性与直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟是使用数字电路实现对时、分、秒、数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭、车站、码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的进展与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

10、活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动操纵、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各类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。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。1.2 本设计研究的要紧内容本设计使用AT80C51芯片作为核心，使用延时电路与复位电路来实现其计时的功能，用ProteUS软件自带的电子钟组件实现仿真结果。此设计的要紧研究内容有：（1）研究电子钟的原理与实现方法。（2） 51单片机的原理与运用。（3）构思基于单片机的仿真电子钟的实现方案。（4）熟悉运用C51单片机语言编写

11、软件系统。（5）熟悉运用Keil软件与Proteus软件仿真与调试系统。2系统总体设计及方案论证本系统使用单片机80C51为中心器件来设计电子钟系统，系统有用性强、操作简单、扩展性强。本设计使用单片机、键盘、LED显示、电子钟演示系统构成。系统包含状态转换、调时、调分与基本的电子钟功能，计时牌显示当前时间。电子钟操纵的框图如下图2-1所示，要紧有操纵电路、按键电路、晶振电路、复位电路、显示电路、电源电路等电路构成。图2-1系统总体设计框图2.1 提供方案为使模块稳固工作，须有可靠电源。本次设计考虑了两种电源方案：方案一：使用独立的稳压电源。此方案的优点是稳固可靠，且有各类成熟电路可供选用；缺点

12、是各模块都使用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。方案二：使用单片机操纵模块提供电源。该方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，选择第二种方案。2.2 显不界面方案该系统要求完成时间显示功能。基于上述原因，本次设计考虑了两种方案：方案一：完全使用点阵式LED显示。这种方案功能强大，可方便的显示各类英文字符、汉字、图形等，但实现复杂，且须完成大量的软件工作。方案二：完全使用数码管显示。这种方案优点是实现简单，能够完成时间显示功能。缺点是功能较少，只能显示有限的符号与数码字符。根据本设计的要求，方案二已经满足了要求，因此本次设计使用方案二以实现系统的显示。2.3

13、输入方案这里同样讨论了两种方案：方案一：使用74LS138扩展I/O口、键盘及显示等。该方案的优点是使用灵活可编程，同时有RAM及计数器。若用该方案，可提供较多I/O口，但操作起来稍显复杂。方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。由于设计时精简与优化了电路，因此剩余的端口资源还比较多。由于该系统是对电子钟数码显示管的操纵，用到的单片机端口比较多，因此要实现时间的显示就需要进行端口的扩展，故选择方案一。3系统硬件设计及实现3.1整体方案设计本设计以单片机为操纵核心，使用模块化设计，共分下列几个功能模块：单片机操纵系统、键盘及状态显示时间模块等。整体硬件设计图如3-1所示。单片机作为整个硬件系统的

14、核心，它既是协调整机工作的操纵器，又是数据处理器。它由单片机振荡电路、复位电路等构成。系统使用单数码管时间显示功能，最大显示数字9。在时间走飞的情况下，能够通过KI、K2、K3与K4四个按键对时间进行调整。POmuO ra.v PONAlZ raiAK3 ra,A4 POSfAW POj&AK PO.W，23E nM P22fO F2fA11 F2.C r2fA0 P2AU WAl5PJDfVKD .VD P32fflD P3JfllP14D PJSfTIP3fi ”而感蜘YDYIYZnnYSYeY?E1E2GIy7I= L.FF:7,A 睑S ) 发什 网兴 计小OCCCM 浊Dc8AtMC

15、5B5AS QgQQ-O-O-O-O5 192033X8AWLB.BBg U 2PJ FlMCS-51单片机内结构如图3-2所示，MCS-51单片机是把那些作为操纵应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。8OC51单片机包含中央处理器、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定时/计数器、并行接口、串行接口与中断系统等几大单元及数据总线、地址总线与操纵总线等三大总线，现在分别加以说明。程序存储器数据存储器图3-2 80C51单片机内结构中断系统定时计数器W数总地总控总据线址线制线（1）中央处理器中央处理器（CPU）是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或者代码，CPU负责操纵、指挥与调度整个单元系统协调的工作，完成运算与操纵输入/输出功能等操作。（2）数据存储器（RAM）8OC51内部有128个8位用户数据存储单元与128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放操纵指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，因此，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或者用户定义