文档介绍：数字钟项目
硬件总体设计说明书
编制单位:侏罗纪工作室
作者
发布日期:2011-1-22
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目录
1. 引言 1
. 编写目的: 1
. 背景 1
. 定义 2
. 参考资料 2
2. 总体设计 3
3
3
3
3. 硬件模块设计 4
. 描述 4
. AT89C51单片机简介 4
. 键盘电路的设计 5
. 段码驱动电路 5
. 显示器的选择 7
. 蜂鸣器驱动电路 8
. 功能 8
4. 嵌入式软件设计 9
. 流程逻辑 9
. 算法 9
. 中断定时器的设置 26
. 闹钟子函数 27
. 计时函数 28
. 键盘扫描函数 29
. 时间和闹钟的设置 30
31
36
引言
编写目的:
20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵,工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情,当事情不是很重要的时候,这种遗忘无伤大雅。但是,一旦重要事情,一时的耽误可能酿成大祸。例如,许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间等造成的。而钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。数字钟是通过数字电路实现时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站、码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能,诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烤箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等。所有这些,都是以钟表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
背景
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、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
本设计以AT89C51芯片为核心,辅以必要的外围电路,设计了一个结构简单,功能齐全的电子时钟,它由5V直流电源供电。在硬件方面,除了CPU外,使用八个七段LED数码管来进行显示,LED采用的是动态扫描显示,使用74LS245芯片进行驱动。通过LED能够较为准确地显示时、分、秒。四个简单的按键实现对时间的调整。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、调时、校时和三组定时闹钟的功能。
选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序,通过时间比较程序触发蜂鸣,实现闹钟功能,完成设计所需求的软件环境。介绍并使用Keil单片机模拟调试软件,测试程序的可行性并用Proteus进行仿真,并且利用Protel软件来绘制PCB板。本设计应解决的主要问题有两大方面,即硬件电路设计和软件设计两大方面。其中硬件电路部分又可分为四个模块:键盘模块、显示模块、计时模块和发声模块。硬件电路部分致力于低成本、低功耗和易实现性。软件部分则应做到代码的精简、准确、易读懂。最后通过硬软件的结合实现数字钟的精确计时、校时、三组闹钟设置和定时报警功能。
定义
单片机:单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
定时器:51单片机内有两个16位的可编程的定时器/计数器,即定时器T0和定时器T1。
中断:51单片机内有5个中断源,这里运用的是定时器中断。CPU一旦设置开启定时功能后,定时器便在晶振的作用下开始自动计时,当定时器的计数器计满后,会产生中断。
闹钟:预置一个定时时间,当走时到定时的时间后,闹铃响铃。
LED:8位共阴极数码管。
参考资料
《单片机原理及接口技术》第三版北京航空航天大学出版社李朝青
《新概念51单片机C语言教程》电子工业出版社郭天翔
总体设计

在硬件方面,除了CPU外,使用八个七段LED数码管来进行显示,LED采用的是动态扫描显示,使用74LS245芯