课程设计（论文）-基于单片机的电子钟设计报告.doc

物理机电学院课程设计报告
课程名称: 基于单片机的电子钟
系部: 物理与机电工程学院
专业班级: 09电子信息工程(2)班
学生姓名: ///////////
指导教师: 王清辉
完成时间: 2012年3月18日
报告成绩:

评阅意见:
评阅教师日期
基于单片机的电子钟设计报告
一、设计任务与要求
基于单片机的电子钟,设计要求是(1)具有小时分秒时间显示。(2)能够设置闹钟至少5次闹钟时间。(3)可利用按键修改时间,具有上午下午的提示信息。
二、方案设计与论证
本次方案的设计以单片机中的定时为主,分别实现时、分、秒、时、年、月、日上的显示和正常进位,在此基础上,总体方案可分为以下四个功能模块:
模块一:计时功能模块,以微机开发系统中51单片机的定时功能为主,本次设计采用的计时方式为方式2,并且采用中断方式进行一秒计时,由于51单片机的功能特性的限制,计时的方案由采用100ms计时并且在这个基础上连续循环10次进行秒钟计时,在秒的基础上再分别进行其他时间单位的转化,如此逐渐递进实现总体时间计时的实现。时进制采用24小时进制,年份显示只能实现0~~99之间的显示。
模块二:显示功能模块,主要以微机开发系统中的七段液晶显示实现,显示的主要格式为“时/年—分/月—秒/日”,其中,年、月、日的显示由微机开发系统中的按键实现切换。
模块三:闹钟功能模块:以蜂鸣器的蜂鸣为标志,蜂鸣器工作则表示预定时间到达。闹钟的设定由按键开关实现,闹钟的开关有拨键开关控制。
模块四:控制功能模块:主要以微机开发系统中的按键和拨键开关实现,按键开关主要用作时间设置,日期设置和闹钟设置以及对时间和日期的显示的转换。拨键开关主要用来实现闹钟的开关设置。在按键开关的防抖动处理上,以在程序中进行10ms的延时来进行处理。电子钟的总体功能原理是以AT89S51单片机为主要的控制核心,通过外接8个独立式键盘作为控制信号源,两个四位一体数码管作为显示器件,单片机实时的去执行相应的功能。在数码管上显示出来,此时通过不同的按键来观察和调节各种数据
三、硬件电路设计
硬件功能模块介绍
时钟功能模块
时钟电路用于产生MCS-51单片机工作时所需要的时钟控制信号,MCS-51单片机的内部电路在时钟信号控制下,严格地按照时序执行指令进行工作,而时序所研究的是指令执行中各个信号在时间上的关系。单片机各个功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准,有条不紊的一拍一拍地工作。因为,时序频率直接影响单片机的速度。时钟电路通过在芯片的外部XTAL1和XTAL2两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容,形成反馈电路,就构成了一个稳定的自激振荡电路。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列,晶振频率为12MHz。
键盘功能模块
为了方便时钟调整与秒表的控制,在单片P1口口线上接了独立键盘,采用低电平有效地方法。在本次电子钟设计中,调整是与键盘脱不了关系的,因为键盘是机械按钮,所以在触点闭合及释放的瞬间将出现电压抖动,所以在键扫描时应该要消除抖动,而且对于一键多功能的按钮必须要判释放,以免某个程序段多次执行。
数码管显示模块
数码管显示器是单片机重要的输出设备,它不仅具有发光响应快,高频特性好,而且机械性能好,工作电压低,随着工艺发展,可以发出不同颜色的光。在本次设计中,采用共阳极数码管,利用三极管驱动器段控口以便LED发出较亮的光。在本次设计中采用了两个四位一体数码管,数码管的段控接在AT89S52单片机的P0口线上,,位控制线接在AT89S52单片机的P2口线上,
复位电路模块
复位是单片机的初始操作,其主要功能是把PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外,当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时,为摆脱困境,也需安装复位键以重新启动。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。复位电路通过极性电容和1个电阻串联,,电阻接地完成了上电复位,在电容两端并联一个电阻就可以实现按键电平复位。
原理图、PCB图、元器件布局图
电路原理图
PCB图
原件清单
元件序号
型号
主要参数
数量
1
电阻
1K
1个
2
电阻
200欧
1个
3
瓷片电容
104
1个
4
瓷片电容
30PF
2个
5
三极管
Pnp9012
1个
6
蜂鸣器
5V
1个
7
晶振
12M
1个
8
轻触按键
6个
9
单片机
STC89S51
1个