数字电子时钟课程设计

《数字电子时钟课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一、摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本次设计中以单片机的发展过程和发展方向为背景，介绍了单片机的输入输出的工作原理和操作方法，中断的工作原理和操作方法，74LS164译码器的工作原理和与LED连接的方法。本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为

2、核心，结合相关的元器件（共阴极LED数码显示器、数码管驱动器74LS164等），再配以相应的软件，是它具有星期，时，分，秒显示的功能，并且时，分，秒还可以调整。此次设计电子数字钟是为了了解电子数字钟的原理，从而学会制作电子数字钟。而且通过电子数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。通过它可以进一步学习与掌握单片机原理与使用方法。关键词：单片机AT89C51共阴极LED数码显示器74LS164驱动芯片一、系统总体方案设计本次设计课题为智能电子数字时钟的设计，采用AT89C51单片机内部定时器实现数字时钟的定时功能，采用单片机的串口和74LS164扩展并口实现L

3、ED静态驱动。电子时钟系统的整体框图如图2-1所示。单片机AT89C51电源按键输入74LS164驱动显示电路晶振电路报时电路复位电路图2-1电子时钟的整体框图2.1主控芯片AT89C51简介AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性

4、价比的解决方案。其引脚图如图2-2所示。图2-2AT89C51引脚图2.2.电子时钟功能及工作原理2.2.1电子时钟功能及方案介绍电子时钟设置6个按键通过程序控制来完成电子时钟的启、停及时间调整。调整时钟时只设计了星期加键、时加键、分加键以及秒加键，没有设置减秒减分减时键，可通过循环调节得到正确的调节数值。S/T键控制电子时钟的启、停；H键调整时；M键调整分；S键调整秒；W键设置星期；RES键复位键。可调整运行的电子时钟具有三种工作状态：“P.”状态、运行状态、调整状态。（1）“P.”状态，依靠上电或按复位键RES进入。在此状态下，按W、H、M、S键均无效，按S/H键有效，进入运行状态；（2）

5、运行状态，按奇数次S/H键进入。在此状态下，按W、H、M、S键均无效，只有按S/H键有效，按下S/H键后，退出运行状态，进入调整状态；（3）调整状态，按偶数次S/H键进入。在此状态下，按S/H、W、H、M、S键均有效，如按下S/H键，则退出调整状态，进入运行状态；按下W、H、M、S键，则分别对星期、时、分、秒加1，调整结束后必须按S/H键，即可退出调整状态，进入运行状态；基本功能要求：“P.”稳定地显示在LED显示器的最左端数码管（LED6）上，无S/H键按下（在“P.”状态下，按下W、H、M、S键无效），则不进入电子时钟的运行状态，继续显示“P.”。按下S/H键后，电子时钟以起始时间：0星期

6、00时00分00秒开始运行。再次按下S/H键后，电子时钟退出运行状态，进入调整状态，利用W、H、M、S键把电子时钟的显示时间修改为当前实时时间，时间修改正确后可再次按下S/H键，电子时钟则退出调整状态，进入运行状态。计时方案：利用AT89C51单片机内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现星期、时、分、秒的计时。键盘/显示方案：AT89C51的P3.0、P3.1口外接一个74LS164扩展芯片，用74LS164芯片的八个端口作LED的段码输出口。采用静态显示方式，通过对LED八个端口输入的不同的二进制数据使得它的时间显示也不同，从而可以得到我们所要的时间显示。对于四十个管脚的AT89C

7、51来说，LED八个段选管脚太多，于是我选用74LS164芯片来扩展主芯片的管脚。74LS164是数据移位寄存器，具有串行输入，并行输出的特点。P0.0～P0.4端外接五个按键S/H、W、H、M、S,S/H键控制电子时钟的启、停，W、H、M、S键分别调整星期、时、分、秒。RST口接一个复位键RES，当发现系统运行不正常，进入死循环，显示数值严重失真时，按复位键，其内部功能为使单片机复位，强行使单片