电子时钟设计本科论文.doc

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1、设计总说明本设计以AT89C51芯片为核心,辅以必要的外围电路,设计了一个结构简单,功能齐全的电子时钟,它5V直流电源供电。在硬件方面,除了CPU外,使用6个7段LCD显示器来进行显示,LCD采用的是动态扫描显示,使用74LS245芯片进行驱动。通过LCD能够较为准确地显示时、分、秒,利用四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用汇编语言编程,整个电子钟系统能完成时间的显示、调时、校时和定时的功能。选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序,通过时间比较程序触发蜂鸣,实现闹钟功能,完成设计所需求的软件环境。关键词:单片机,LCD,定时器,闹钟目录

2、1设计要求与实现思路-1-1.1设计要求-1-1.2实现思路-1-2电子时钟-2-2.1电子时钟简介-2-2.2电子时钟的基本特点-2-3单片机-3-3.1程序存储器-3-3.2MCS-51内部数据存储器-3-4控制系统的硬件设计-4-4.1器件的选择及功能原理-4-4.1.1单片机型号的选择-4-4.1.2液晶显示器的选择-4-4.1.3按键的选择-4-4.1.4电源的选择-5-4.1.5计时部分的选择-5-4.2总体设计思想及原理-6-4.2.1时钟电路的设计-6-4.2.2键盘电路设计-7-4.2.3闹铃功能的实现-8-4.2.4中断服务的设计-9-4.2.5显示

3、器驱动电路-9-4.3整个电路原理图-10-5控制系统的软件设计-12-5.1程序设计-12-5.2程序流程图-12-5.3仿真图-13-5.4仿真结果分析-14-设计总结-16-参考文献-17-程序源代码-18-1设计要求与实现思路1.1设计要求1)基本功能要求为:字符型LCD(16*2)显示器;显示格式为“时时:分分:秒秒”;一旦时间到,发出声响,同时继电器启动,可控制家电开启和关闭。2)程序执行后工作指示灯LED闪烁,表示程序开始执行,LCD显示“00:00:00”,按下列顺序控制:(1)K1键-----设置现在时间(2)K2键------设置闹铃时间(3)K3键

4、------显示闹铃设置的时间(4)K4键------定时“开始”按键,启动定时。1.2实现思路电子钟设计与制作可以采用51单片机系列来完成。采用单片机来实现,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,类比于C语言编程。电子闹钟的系统框图如下所示:CPU复位、时钟等电路按钮电路6位数码管显示电路闹铃声指示电路电源系统图1-1电子闹钟的系统框图电子闹钟的主电路指的是图1-1中虚线框内部分,主要涉及到CPU电路和按键按钮电路。主机的设计具体地说有:1)系统时钟电路设计;2)系统复位电路设计;3)按键与按钮电路设计;4)闹铃声指示电路设计。2电子时钟2.1电子时钟简介时钟是将小

5、时、分钟、秒钟显示于人的肉眼的计时装置。而单片机模块中最常见的正是数字钟,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和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。2.2电子时钟的基本特点LCD电子定时闹钟是以单片机为基础的数字电路实现对时、分、秒的数字显示的数字计时装置,它的计时周期24小时,另外应有校时功能和一些显示日期、闹钟等附加功能。一个基本的数字钟电路主要由计数器、校时电路、报时电路、振荡器和显示电路组成。目前电子钟广泛用于各种私人和公众场合,成为我们生活、工作和学习中不可缺少的好帮手。3单片机3.1

6、程序存储器MCS-51单片机的程序存储器用于存放应用程序和表格之类的固定常数。可扩充的程序存储器空间最大为64K字节。程序存储器的使用应注意以下两点:(1)整个程序存储器空间可以分为片内和片外两部分,CPU访问片内和片外程序存储器,可由引脚所接的电平来确定。EA=1,即引脚接高电平时,程序将从片内程序存储器开始执行;当PC值超出片内ROM的容量时,会自动转向片外程序存储器空间执行程序;EA=0,即引脚接低电平时,单片机只执行片外程序存储器中的程序。(2)各中断服务程序的入口地址MCS-51单片机复位后,程序存储器PC的内容为0000H,故系统从0000H单元开始取指令,

7、执行程序。64K程序存储器中有5个单元具有特殊用途,如下:0003H:外部中断0入口地址。000BH:定时器0中断入口地址。0013H:外部中断1入口地址。001BH:定时器1中断入口地址。0023H:串行口中断入口地址。在系统中断相应之后,将自动转各中断入口地址处执行序,而中断服务程序一般无法存放于几个单元之内,因此在中断入口地址处往往存放一条无条件转移指令进行跳转,以便执行中断服务程序。3.2MCS-51内部数据存储器MCS-51单片机的片内数据存储器单元共有128个,字节地址为00H-7FH。地址为00H-1FH的32个单元是4组通

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