基于单片机控制的时钟控制器-毕业论文.doc

现代电子技术
综合实训
实训报告
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基于单片机控制的时钟控制器
前言:
近些年,人们对数字钟的要求越来越高,传统的时钟已不能满足人们的需求。多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化,如电子闹钟、数字闹钟等。单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍,人们对数字钟的功能及工作顺序都非常熟悉,但是却很少知道它的内部结构及工作原理。由单片机作为数字钟的核心控制器,可以通过它的时钟信号进行计时,实现数字钟的各种功能,将其时间数据经单片机输出,利用显示器显示出来。通过键盘可以进行定时、校时。输出设备显示器可以为液晶显示器或数码管。
本次设计以AT89S52芯片为核心,辅以必要的外围电路,设计了一个简易的电子时钟,它由5V直流电源供电。在硬件方面,除了CPU外,使用CD4511驱动六个7段LED数码管来进行显示,LED采用的是动态扫描显示,使用三极管9015进行驱动。通过LED能够比较准确地显示时间。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。整个电子时钟系统计时比较准确并且方便实用。
需求分析
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、单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点,在我国,单片机已广泛的应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面,而51单片机是各单片机中最为典型的和最有代表性的一种。这次设计通过对它的学习、应用,以AT89S52芯片为核心,加以辅助电路,设计了一个简易的电子时钟,它由直流电源供电,通过数码管能够准确显示时间。
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以AT89S52单片机为核心设计一个时钟控制器。
时钟控制器由+5V直流电源供电。
通过六只7段数码管准确地显示时间。
通过CD4511驱动数码管显示。
通过按键能够方便的调节时间。


方案一:硬件方法,定时采用专用的时钟芯片如DS12887,定时较准,但增加了设计成本。
方案二:软件方法,利用单片机自身的定时计数功能,设计简单,容易实现并且比较稳定。本设计采用方案二。

方案一:采用7段LED数码管。LED数码管使用LED模组作为背光源,具有耗电低、配置灵活、线路简单、安装方便、耐转动、价格低廉且寿命长等优点。
方案二:采用LCD数码管。FL(冷阴极荧光管)”FL灯管的发热量大,耗电高,老化较快,LCD发光不稳定均匀、功耗大,含有害化学物质等但价格相对便宜。
LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面,都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为1:10,而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现,可提供宽达160°的视角,故采用方案一。

方案一:选用CD4511译码驱动芯片。CD4511能够提供较大的上拉电流,可直接驱动数码管。
方案二:利用单片机本身的上拉电阻,虽然外围电路简单,但灌电流和数码管驱动电流不可兼得,即流过数码管电流满足要求,则灌电流会超出单片机的承受极限;灌电流在单片机允许范围内,则流过数码管电流过小。故该方案驱动能力较弱。
为使数码管足够亮,选方案一。
器件工作原理
AT89S52主要的性能参数
● 8K字节可擦写1000次的在线可编程ISP 闪存
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●全静态工作:0Hz ~ 24MHz
● 3级程序存储器加密
● 256字节内部RAM
● 32条可编程I/O线
● 3个16位定时器/计数器
● 8个中断源
● UART串行通道
●低功耗空闲方式和掉电方式
●通过中断终止掉电方式
●看门狗定时器
●双数据指针
●灵活的在线编程(字节和页模式)
AT89S52引脚说明
51系列单片机89s52采用40Pin封装的双列直接DIP结构。上图是它的引脚配置:40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。
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电源引脚:Vcc 40脚正电源脚,工作电压为5V。GND 20脚接地端。
外接晶体引脚:XTAL2 18脚,XTAL1 19脚。
复位:RST 9脚。
输入输出(I/O)引脚:
39脚--,称为P0口,是一个8位漏极开路型双向I/O口。内部不带上拉电阻,当外接上拉电阻时,P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载电路。通常在使用时外接上拉电阻,用来驱动多个数码