文档介绍：基于单片机的电子时钟设计
摘要:由于传统的机械式时钟,使用寿命短,精度不高等特点,本课程设计基于MCS-51单片机内部的定时/计数器、中断系统、以及行列键盘和LED显示器等部件,设计出一个外围电路简单的单片机电子时钟系统,且在Proteus ISIS环境下做了模拟仿真。它能通过数码管显示时间,并且能通过按键实现设置时间的暂停、启动等控制。从而加深对单片机内部模块的理解,达到提高自身对硬件的使用以及软件开发的能力。
关键字:中断系统;MCS-51单片机;计数器
目录
第1章绪论 1
课题的研究意义 1
课题的主要内容 1
第2章电子时钟实现原理 2
系统框图设计 2
系统电路原理设计 2
第3章系统各单元电路分析 4
AT89C51单片机 4
复位电路 5
时钟电路 5
时钟电路 6
按键电路 7
LED显示电路 7
第4章仿真实现 8
软件调试 8
硬件仿真 9
仿真分析 9
第5章结论 10
参考文献 11
附录 12
第1章绪论
课题的研究意义
电子时钟有着很长的历史,在1957年,Venbtura发明了世界上的第一块电子表后,他就奠定了电子时钟的基础,电子时钟开始迅速地发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具,采用延时程序产生一定的时间中断,用于一秒的定义,通过计数方式进行满六十秒为一分钟进一。满六十分为小时进一,满二十四小时清零。从而达到计时的功能,是人民日常生活不可缺少的工具世界上很多的钟表都是中国制造,但是对于中国来说,国内的市场只是一个小行业。
这几年,国内的市场正在急剧地膨胀。根据国外的统计数据显示出,发达均拥有手表23块,在发展均拥有手表是12块,而目前在中国的城镇每人一生拥有的手表还没有超过6块,因此在中国的发展的空间是很大的。
现在社会中,大量地投入生产的时钟大多为智能时钟,其功能更加全面并不断得到发展,但是其价格相对比较昂贵。所以,采用一种控制方便,价格便宜的电子时钟是很有必要的。基于51单片的电子时钟,外围电路简单易于实现,性价比高,是实现电子时钟的不错选择。
课题的主要内容
本课程设计基于单片机内部资源设计出的一款性价比高的电子时钟系统,主要涉及到以下几个研究方向:
(1) 熟悉MCS-51单片机内部定时器的工作方式;
(2) 掌握单片机内部中断系统的工作模式;
(3) 了解MCS-51单片机外部电路的一般设计方法;
(4) 熟悉汇编语言的编写规则;
(5) 掌握单片机内部ram地址分配方法;
(6) 掌握特殊功能寄存器的用法;
(7) 熟悉Proteus ISIS软件的使用;
(8) 掌握汇编语言的编译方法。
第2章电子时钟实现原理
系统框图设计
根据电子时钟能够实现的功能,采用单片机内部资源,设计出了系统原理框图,如图2-1所示。
图2-1 电子时钟工作框图
在单片机内部构建三个模块:控制模块、译码模块、定时模块,用以实现自动计数、译码显示功能。单片机外部构建四个电路:时钟电路、复位电路、外部按钮电路、显示电路,用以实现对单片机内部计数控制以及译码输出的正确显示。该电子时钟是将秒、分、时显示在人的视觉器官面前的一种计时装置。故将计时周期设置为24小时,当显示满刻度是23时59分59秒时,数码管显示为0。为了确保时间正常校对,在系统中设有校对按钮,用以实现对数码管显示的正确调整。
系统电路原理设计
在本次的设计中对12MHZ的系统时钟进行定时计数,初值设为B03CH。形成定时时间为50ms。用片内RAM的7BH单元对50ms计数,计20次1秒钟到,然后对秒计数器78H单元加1,秒计数器加到60后就向分进位,则分计数器79H单元加1而秒计数器78H单元清零;分计数器加到60后又向时进位,则时计数器7AH单元加1而分计数器79H单元清零;时计数器加到24则时计数器清零。然后把秒、分、时计数器分成十位和个位放到8个数码管的显示缓冲区,通过数码管显示出来。显示格式为小时十位、小时个位---分十位、分个位---秒十位、秒个位。在处理过程中加上了按键判断程序,能对按键处理。
根据电路原理框图设计出电路原理图如图2-1所示,由12MHz的晶振给单片机提供固定的时钟频率,通过k1、k2、k0可以对显示电路时间进行位设定。
图2-2 电子时钟电路原理图
在图2-2中,复位电路、时钟电路、控制电路加上单片机组成单片机最小应用系统,能够实现很多复杂的功能。系统由AT89C51、LED 数码管、按键、电容、电阻等部分构成,能实现时间的调整、输出、