单片机课程设计(论文）-多功能数字钟的设计

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1、摘要电子钟在日常生活中最常见，应用也最广泛。作为一种定时工具被广泛的使用在生产生活的各方面。人类最初依靠太阳的角度来进行定时，所以受天气的影响比较大，为了克服依靠自然现象定时的缺点人们发明的机器钟表，电子钟表一系列的定时工具。而电子钟表具有价格便宜，质量轻，定时误差小等优点，被广泛的应用在生产，生活的各个方面。由于电子钟的能提供精确定时又被广泛的运用在测量之中。此电子钟采用单片机进行设计，8段数码通过单片机进行刷新显示。其设计的产品除了单片机之外没有用到其他集成块，使其成本可以大大降低，而其便于维修。成品可以被广泛的用于公共场所，

2、匾额装饰，以及教学等方面。本文主要就是设计一款数字钟，以AT89C51单片机为核心，配备LED显示模块、键盘输入模块、等功能模块。数字钟采用24小时制方式显示时间，定时信息以及年月日显示等功能。文章的核心主要从硬件设计和软件编程两个大的方面。18目录摘要11设计要求及方案确定31.1设计要求31.2方案确定32硬件电路设计及描述32．1确定元器件的型号及参数32.1.1单片机的选择32.1.2AT89C51单片机的介绍52.1.3LED数码管显示模块72.1.4键盘输入模块82.1.5闹铃模块.82.1.6电源电路82.1.7蜂鸣

3、器的介绍92.2硬件电路图103软件设计103.1程序结构设计103.1.1程序结构103.1.2主要程序模块清单113.2程序144参考文献17结束语18181设计要求及方案确定1.1设计要求利用单片机设计制作具有下列功能的数字钟：①自动计时，由6位LED显示器显示时、分和秒②具备调整功能，可以直接由0～9数字键设置当前时间；③具备定时闹钟功能。1.2方案确定数字钟电路由单片机、键盘输入、时钟显示模块及闹铃模块组成。单片机选用AT89C51即可满足要求。键盘及显示模块采用8155芯片扩展如原理图，键盘输入电路采用4×3键盘，包括

4、0～9共10个数字键（键号为00H～09H）、C/R键（时间设定/启动计时键，键号为0AH）和ALM键（闹钟设置/启闹/停闹，键号为0BH）。LED数码管显示电路：采用共阴极数码管实现时钟显示，6位LED从左到右依次显示时、分和秒，采用24小时计时。2硬件电路设计及描述2．1确定元器件的型号及参数2.1.1单片机的选择单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储

5、器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机经过1、2、3、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强I/O功能及较好的结构兼容性方向发展。其发展趋势不外乎以下几个方面：1、多功能单片机中尽可能地把所需要的存储器和I/O口都集成在一块芯片上，使得单片机可以实现更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可编程计数器阵列）、WDT（监视定时器---看家狗）、高速I/O口及计数器的捕获/比较逻辑等。有的单片机针对某一个应用领域，集成了相关的控制设备，

6、以减少应用系统的芯片数量。例如，有的芯片以51内核为核心，集成了USB控制器、SMART18CARD接口、MP3解码器、CAN或者I*I*C总线控制器等，LED、LCD或VFD显示驱动器也开始集成在8位单片机中。2、高效率和高性能为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用RISC、流水线和DSP的设计技术，使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单片机运行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的数量和限制。由于系统资源和系统复杂

7、程度的增加，开始使用高级语言（如C语言）来开发单片机的程序。使用高级语言可以降低开发难度，缩短开发周期，增强软件的可读性和可移植性，便于改进和扩充功能。3、低电压和低功耗单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工艺的大量采用，很多单片机可以在更低的电压下工作（1.2V或0.9V），功耗已经降低到uA级。这些特性使得单片机系统可以在更小电源的支持下工作更长的时间。4、低价格单片机应用面广，使用数量大，带来的直接好处就是成本的降低。目前世界各大公司为了提高竞争力，在提高单片机性能的同时，十分注意降低其产品的

8、价格。下面大致介绍一下单片机的主要应用领域和特点。（1）家用电器领域用单片机控制系统取代传统的模拟和数字控制电路，使家用电器（如洗衣机、空调、冰箱、微波炉、和电视机等）功能更完善，更加智能化和易于使用。（2）办公自动化领域单片机作为嵌入式系统广泛应