电子时钟系统设计.doc

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1、课程设计任务书题目电子时钟系统设计专业、班级电信11-02学号8瑞主要容、基本要求、主要参考资料等：一、主要容：①熟悉单片机应用系统的设计方法和规，达到综合的目的。②学习文件检索和查找数据手册的能力。③学习protel软件的使用。④学会整理和总结设计文档报告。二、基本要求：①以MCS-51系列单片机为核心，组成一个电子时钟系统。②系统显示由6位数码管显示组成，分别显示时间值的时、分、秒。③能够随时对当前时间进行调整。④能够随时输入定时（闹钟）时间。⑤定时（闹钟）时间到，发出闹钟提醒信号。⑥闹钟提醒信号的声音为断续形式，最长不超过1分

2、钟。三、主要参考资料：①毅坤等单片微型计算机原理及应用电子科技大学②建忠编著单片机原理及应用电子科技大学完成期限：2015年1月17日指导教师签名：课程负责人签名：2015年1月4日目录摘要11设计方案选择21.1单片机选型21.2按键模块21.3显示模块21.4计时参考模块31.5显示器驱动模块31.6闹钟响铃模块41.7电源模块42硬件接线及设计42.1单片机晶振配置52.2复位电路设计52.3按键电路设计62.4蜂鸣器驱动电路设计62.5显示模块电路设计73软件部分73.1主函数流程图73.2定时器T0中断服务程序流程图83.

3、3闹钟响应程序流程图93.4键盘扫描程序流程图104系统综述114.1上电界面114.2调时界面114.3闹钟设定界面114.4正常走时界面124.5闹钟响应12附录1总体设计电路图15附录2PCB图16附录3元件清单17附录4总程序18摘要单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广泛、发展很快。Intel公司生产的MCS-8051系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本次设计以MCS-8051芯片为核心，辅助以必要的外围电路，设计了一个结构简单功能齐全的数值时钟。在硬件方面，

4、单片机外接12MHz芯片进行驱动。通过数码管能够准确明亮的显示时、分、秒；四个简单的按键实现对时间的调整；蜂鸣器实现闹钟响铃功能；软件方面采用c语言编程。整个电子钟系统能完成时间的显示、调试和一组定时闹钟的功能。关键词：51单片机定时器闹钟数码管1设计方案选择1.1单片机选型根据选题芯片采用MCS-8051单片机，Intel公司生产的51系列8位单片机，凭借其成熟的技术标准和很高的性价比得到了广泛的普及与应用，其功能强大，用来做电子表硬件易实现，编程规。1.2按键模块方案一：4×4行列式键盘如果选择此方案，那么在修改时钟或设置闹铃时

5、间时就可以直接从键盘输入，方便、快捷。缺点也很明显，一是浪费按键，用全键盘来实现设定时间的小功能不免大材小用；二是从实用性考虑，全键盘体积大，明显不经济不方便。故放弃。方案二：独立式按键如果设置过多按键，将会占用较多I/O口，而且会给布线带来不便，同时浪费按键，不高效，程序繁琐。本次设计适用于按键较少的情况。为了尽量实现按键的高效性，此次设计采用四个独立式按键，分别定义为key_mode、key_add、key_move，key_confirm，依次是模式键、加数键、移位键、确认键。1.3显示模块方案一：液晶显示器LCD如果选择此方

6、案，将会降低系统的功耗，可以用电池供电，便于携带，但液晶显示器的驱动电路复杂，使用起来有一定的难度。方案二：数码管LED数码管的驱动电路简单，使用方便，如果选择了此方案，那么在夜间看时间的时候就不需要有光源，非常方便。其缺点是功耗较大。按照此次任务书设计要求，选择两个4位一体七段数码管用于显示。1.4计时参考模块方案一：专用时钟芯片如果使用时钟芯片，系统就不怕掉电且时间精确，但这种芯片比较贵，浪费资源不经济。方案二：单片机部定时/计数器由于本次设计本主要是为了学习单片机程序的编写和调试，以及设计硬件电路的一些方法，因此采用软件的方法

7、来计时。本次设计用单片机部定时/计数器T0作为电子时钟参考。1.5显示器驱动模块由于通过数码管公共极的电流较大，单片机I/O口驱动能力是不够的，故LED驱动模块必不可少。为避免过多地使用分立元件，本次设计采用一片74LS245来驱动位码，用P2口进行位选扫描。图174LS245元件封装图74LS245是常用来驱动LED或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据，74LS245还具有双向三态功能。片选端，接低电平时传输数据，接高电平时A、B均为高阻态。方向选择端AB/，接高电平时信号由A向B传输（发送），接低电平时

8、信号由B向A传输（接收）。1.6闹钟响铃模块通过三极管放大后驱动蜂鸣器工作，单片机I/O接三极管基极。1.7电源模块本系统采用了数码管作为显示器，功耗较大，不便于使用电池供电。况且本系统的体积较大，即使使用电池供电也不便于随身携带，因