单片机原理及应用综合实训报告电子时钟设计

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1、单片机原理及应用综合实训报告题目：电子时钟设计院别：自动化学院专业：电气工程及其自动化1姓名：徐惠彬学号：2012104143024指导教师：祁伟答辩日期：2014年6月20日341电子时钟概述当今社会，应用单片机的产品已经渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹。所以现在，基于单片机的电子时钟系统也得到快速发展且使用领域已十分广泛，如运用在智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器、汽车电子等的系统。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的工程师和科学家。科技越发达，智能化的

2、东西就越多。学习单片机并扩展其运用到电子钟及测温是社会发展的必然需求，也是大学期间的必修课。在国内外单片机学习呈上升趋势，研究基于单片机的电子时钟系统的科技学者也日益增多，但是很多人学习时没有头绪，不知道从何下手。面对种类繁多的各类开发板，仿真器，让初学者无所事从，不但多花钱还多走不少弯路，学生学习单片机没有大的资金投入，能够做到少花钱多办事才是最好的。由于AVR单片机系列是我们在大学课堂中学习的，因此本课题围绕AVR系列单片机ATMEGA16设计，从电路图绘制，硬件焊接，程序设计，调试系统到各项功能实现，目的在于将课堂上学来的

3、单片机理论知识与实践相结合，提高对单片机的认识，设计出基于单片机的电子时钟系统，学习专业软件的操作，熟悉制作过程，掌握一门技能，加强专业知识的掌握。也增加学生的实践经历，为学生就业提供一个可选方向，拓展就业渠道。在目前的国内外市场中，电子钟和测温系统的产品琳琅满目，但他们大多存在一个致命缺点即价格低廉的精度低、体积大，而精度高体积小的却价格昂贵，在智能化方面也存在一定问题。本基于单片机的电子时钟系统的设计旨在解决上述缺点折合为一个适中的产品实现高精度、小体积、低价格、易操作等优点。342设计任务2.1设计题目电子时钟设计。2.2

4、设计目的（1）巩固、消化课程所学内容。（2）通过51系列单片机设计电子时钟应用系统，使学生了解如何根据需要设计应用软件，熟悉软件设计、调试过程，练习撰写实训总结报告，进而培养学生运用专业知识设计实际系统的能力。2.3设计内容1.理解读懂实验板有关原理设计：1)应用单片机串行口、并口驱动LED进行一星期日历显示。2)应用8051P3口、8255完成时间的设定工作。3）能用按键查询当前时间。4）利用P1口加入华彩设计，如发光二极管按键指示、时钟报时等（设计附加分）。2.根据电子时钟实际应用完成系统程序框图设计。3.根据程序框图完成软

5、件设计工作。4.通电、软件调试、运行。3电子时钟的硬件电路设计343.1总原理图3．2单片机最小系统MCS—51系统选用8051单片机，如图1所示。8051单片机内有4KROM、256字节RAM，程序存放在4KROM。8051单片机最小系统组成有：1）时钟电路：工作时钟；晶振电路如图3所示。2）复位电路，如图2所示；3）RAM：数据存储4）ROM：程序存储图25）I/O接口：与外界交互34图1图33.3发光二极管8字数码管的显示LED显示有静态显示和动态显示两种方式。动态显示接口电路简图如图4所示。将各位数码管的段并联接在一起，

6、由P1口控制（字型口），每一个数码管的共阴极（共阳极）接到P2.0、P2.1作为位选信号。虽说要显示的字型码通过P1口同时送到了每一个数码管，但它们不会同时显示同一个字符，只有控制共阴极（共阳极）的位选信号有效时，对应的数码管才会显示相应字符。这种由字型口控制要显示字符的字形码，依此循环选通每位数码管的位选信号就得到了动态显示效果。它主要是利用人眼的视觉暂留特性及数码管得余光特性，看上去似乎是多位数码管同时显示。是当显示位数较多时，节省硬件，接口电路简单，但显示占用CPU时间。静态显示占用CPU时间短，显示简单、稳定，但当显示位

7、数较多时，占用接口资源多。动态显示接口电路较简单，但占用CPU时间，显示亮度34较静态显示差，一般说，显示位数较多时，采用动态或串并转换；显示位数较少时，采用静态显示方式。图4静态显示接口电路如图5所示。选用共阴极LED，将共阴极点连接在一起接地，每一位的段选线与一个8位并口相连，只要将要显示的字符的字型码送至并行口锁存，LED显示器上便立即显示出该字符，直到CPU送来一个新的字型码为止，由于静态显示每位数码管均有独立的段选码，耗电量大，硬件多。如要外接6个数码管，则需要6个8位并行口。34图53.4单片机I/O口扩展当单片机构

8、成系统时，常常I/O口不够用，此时可利用MCS—51的扩展能力，根据需要扩展相应接口，如可编程接口芯片8255与MCS—51单片机连接可扩展I/O；利用MCS-51单片机的串行口扩展并行I/O接口。实验板原理图的显示部分就是利用串入/并出技术实现2位数码管的显示