基于单片机的多功能数字钟设计1

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1、《测控系统原理与设计》课程设计报告课题：基于单片机的多功能数字钟设计班级自动化1071班学号1071205635学生姓名袁伟指导教师朱霞严石淮阴工学院电子与电气工程学院2011年12月目录第1章绪论11.1前言11.2设计的目的及意义1第2章数字钟的功能实现与设计方案22.1数字钟的功能及设计要求22.2数字钟的实现形式22.3方案的确定32.3.1微处理器32.3.2显示电路32.3.3按键电路4第3章数字钟的硬件系统设计53.1数字时钟的硬件系统框架53.2数字时钟的主机电路设计53.2.1系统控制芯片CPU（AT89C2051）的选择53.2

2、.2系统时钟电路设计103.2.3系统复位电路设计123.2.4按键与按钮电路设计133.2.5闹铃声光指示电路设计133.2.6数字钟的显示电路设计133.3校时电路设计173.3.1校时原理173.3.2国家授时中心183.3.3窗口比较器183.3.4校时电路电路图193.4电源设计20第4章程序设计244.1主控模块设计244.2基本现实模块设计254.3当前编辑位闪烁功能的实现264.4时间设定模块设计264.5脉冲发生器原理与走时处理274.6闹铃功能的实现28第5章系统的调试及结果305.1系统调试环境305.2软件调试305.3硬件

3、调试305.4调试结果30结论31致谢32参考文献33附录1：完整的汇编语言源程序34附录2：系统设计原理图57附录3：系统设计PCB图58附录4：实物照片59西南科技大学本科生毕业论文第63页西南科技大学本科生毕业论文第1章绪论1.1前言计算机尤其是以微细加工技术支持的微型计算机技术飞速发展，其应用渗透到了各行各业。以单片机、嵌入式处理器、数字信号处理器（DSP）为核心的计算机系统，以其软硬件可裁剪、高度的实时性、高度的可靠性、功能齐全、低功耗、适应面广等诸多优点而得到极为广泛的应用。目前计算机硬件技术向巨型化、微型化和单片机化三个方向告诉发展[

4、1]。自1975年美国德州仪器公司（TexasInstruments）第一块微型计算机芯片TMS-1000问世以来，在短短的20年间，单片机技术已发展成为计算机领域一个非常有前途的分之，它有自己的技术特征、规范和应用领域。单片机是自动控制系统的核心部件，主要用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器中。它具有体积小、性能突出可靠性高（某些方面的性能指标大大优于通用微机中央处理器）、价格低廉等一系列优点，应用领域不断扩大，除了工业控制、智能化仪表、通信、家用电器外，在智能化高档电子玩具产品中也大量采用单片机芯片作为核心控制部件，已经渗入到人们工作和生活的

5、各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，前景广阔。数字钟具备单片机最小系统的基本组成，对于我们了解单片机有很大的帮助[2]。1.2设计的目的及意义本设计通过用对一个能实现定时，时钟显示功能的时间系统的设计学习，详细介绍了51单片机应用中的数据转换显示，数码管显示原理，静态扫描显示原理，单片机的定时中断原理等，从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。对于单片机学习者而言，这个程序基本上是一道门槛，掌握了电子钟程序，基本上就可以说把51单片机掌握了80%。第63页西南科技大学本科生毕业论文第2章数字钟的功能实现与设计方案2.1数

6、字钟的功能及设计要求（1）可以实现时/分/秒/百分秒的显示，可以调整时/分（2）使用LED显示（3）有表示时钟正常工作的装置（4）能稳定工作，可控制时钟的启动复位（5）有实现闹铃功能2.2数字钟的实现形式数字钟既可以通过纯硬件实现，也可以通过软硬结合实现，根据电子时钟的核心部件——秒信号的产生原理，通常有三钟形式：（1）用NE555时基电路的形式采用NE555时基电路或其他震荡电路产生秒脉冲信号，作为秒加法电路的时钟信号或微处理器的外部中断输入信号，可构成电子时钟。由555构成的秒脉冲发生器电路如图1-1所示。输出的脉冲信号V0的频率F=1.443

7、/（RA+2RB）×C,可通过调节这3个参数,使输V0的频率为精确的1Hz[3]。图2-1基于555的秒脉冲发生器（2）采用石英钟专用芯片的实现形式采用石英钟专用计时芯片实现的电子钟，具有实现简单、计时精度高的特点。石英计时芯片（简称“机芯”）比较多，常见的有STP5512F、SM5546A和D60400等[4]。现基于第63页西南科技大学本科生毕业论文5512F的2秒输出信号作为秒加法电路的计时脉冲，可实现电子时钟。5512F的引脚如图1-2所示。12348765图2-25512F引脚图V+SCAKSC1M0BPM1GND其中，引脚7、8为外接晶

8、振及振荡电路，引脚1接电源正极，电源为1.5伏，引脚3、4原为指针用步进电机线圈的输出驱动端，这里可用3脚作为脉冲输出，频