基于proteus的单片机控制电子时钟电路设计与仿真

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1、摘要基于Proteus的单片机控制电子时钟电路设计与仿真摘要工程实践教学环节是为了学生能够更好地巩固和实践所学专业知识而设置的，在本次工程实践中，我们以微机原理与接口技术课程中所学知识为基础，设计了电子时钟。单片机由RAM、ROM、CPU构成，由定时、计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，广泛应用于智能产业和工业自动化上。本设计主要设计了一个基于AT89C51单片机为核心，使用12MHz晶振与AT89C51相连接，通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期，同时8位7段LED数码管显示小时、分钟和秒的要求。本系统的设计说明重点介绍了如下几方面的内容：1）电子时钟的基本

2、功能，同时对计时的原理也进行了简要的阐述；2）介绍了系统的总体设计、给出了系统的整体结构框图，并对其进行了功能模块划分及所采用的元器件进行了详细说明；3）对系统各功能模块的软、硬件实现进行了详细的设计说明。关键词：AT89C51单片机；电子钟；硬件设计；软件设计目录目录第一章绪论11.1课题简介11.2设计目的与要求11.3题目描述21.4设计任务21.5章节安排说明2第二章电子时钟系统简介32.1单片机简介32.2单片机的发展史32.3电子时钟基本特点42.3电子时钟基本特点4第三章系统总体设计及硬件设计53.1单片机芯片选择方案53.2数码管显示选择方案53.2.1数码管显示

3、工作原理53.2.2数码管方案及选择63.3硬件单元电路设计与参数设计63.4元件清单8第四章电子时钟软件设计104.1软件系统模块功能简要介绍104.2软件系统流程图104.3程序代码12第五章电子时钟调试与仿真155.1HEX文件的生成155.2原理图的绘制15目录5.3调试与仿真16第六章结束语18参考文献19第一章绪论第一章绪论1.1课题简介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

4、日常生活中的必需品，广泛用于家庭、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[1]。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、自动启闭路灯等，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。数字电子钟的设计方法有多种，例如，可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有特点，其中，利用单片机实现

5、的电子钟具有编程灵活，便于功能扩充，精确度高等特点[2]。基于以上分析，在此次设计中，我选择的是利用单片机制作电子钟。电子钟的设计本身包括程序的设计和硬件电路的设计[3]。我的思路是，先进行电路的整体设计，再根据电路进行编程，在编程的过程中对电路进行微调，以更好的配合程序。调试成功后，再根据电路图画出仿真图，将软件装入单片机芯片，利用Proteus软件进行仿真，仿真中的错误通过改正程序的逻辑错误和电路中的设计不当进行排除，这个过程很艰难的但也是很重要的。若仿真可以实现，则硬件电路的实现就可以有条不紊地进行。1.2设计目的与要求通过本次工程实践，运用微机原理与接口技术所学知识及查阅

6、相关资料，完成对时间的计时并显示的设计，达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。通过本次设计训练，可以使我们在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。设计一个有“时”、“分”、“秒”（23:59:59）显示的数字电子钟。设计要点具体如下：1）设计一个脉冲信号产生电路；19第一章绪论2）设计24进制、60进制计数器；3）设计译码显示电路；4）时间以24小时为一个周期，显示时、分、秒。1.3题目描述数字电子钟实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路，它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时

7、59分59秒。一个简单的数字钟电路主要由译码器显示器、译码器、计数电路、组合逻辑电路以及振荡器构成。信号由振荡器产生，通过计数器传到译码器，再由译码显示器显示，这样就可以看到时间变化了。1.4设计任务在本次工程实践中，主要完成如下方面的设计任务：1）简要综述单片机技术发展的国内外现状；2）掌握MCS-51系列某种产品（例如8031）的最小电路及外围扩展电路的设计方法；3）了解单片电子时钟的功能及工作过程；4）完成主要功能模块的硬件电路设计及必要的参数确定；5）用一种计算机绘图软件