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1、电子系统设计应用论文题 目: 带有秒表功能数字时钟的设计 专 业： 电子信息工程 班 级： 110406 学生姓名： 石头 17带有秒表功能数字时钟的设计专业: 电子信息工程 学号：20111xxx 姓名：石头 指导老师：xxx摘要 ：本次设计以AT89C52芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个简易的数字电子时钟，它由9V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用六个七段LED数码管显示，LED采用的是动态扫描显示，通过调试LED能够比较准确显示时、分、秒。四个个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用。整个电子时钟系统能够完成时间的显示，调时，定时闹钟，复位等功能。软件方面采用汇编语
2、言编程，使用keil软件进行在线的程序烧写，涉及了单片机的定时和中断的使用关键词：数字钟；秒表；AT89C52;The Design and Manufacture of Digital Electron ClockAbstract：The AT89C2051 chip design at the core，with the necessary peripheral circuits，designed a simple digital clock, it is powered by 9V DC power supply. In terms of hardware, in addition to
3、 CPU, the use of six LED Seven-Segment LED display, LED used is a dynamic scan showed that the use of 9014 to drive the chip. Through more accurate debug LED can display hours, minutes. Three simple keys to achieve the adjustment of time. Software using assembly language programming. The entire elec
4、tronic time clock system to complete the display, transfer, the timing clock and reset functions.Software using assembly language programming, the use of online keil software programmer procedures, involving a single-chip timing and the use of interruptions.Key words： electron clock;51 series MCU;AT
5、89C52; 目 录摘要IAbstractI第一章 绪论11.1选题的依据及意义11.2 国内外研究现状及发展趋势11.3 本课题研究内容2第二章 数字钟的系统分析与设计22.1 设计要求22.2 整体方案设计22.2.1 芯片的选择32.2.2 显示模块选择方案和论证32.2.3 时钟芯片的选择方案3第三章 系统的硬件设计与实现43.1 数字钟电路设计框图43.2 最小系统设计43.3 显示电路5 3.3.1 LED数码显示器有两种连接方法 63.4 按键电路及总设计图6第四章 软件设计84.1 主程序执行流程84.2时钟设置功能子程序9 4.3 T0中断服务程序框图 9第五章 系统调试与仿
6、真115.1 系统仿真115.2 软件调试115.3 硬件调试125.4 测试结论12结 论13参考文献14附 录15附录一：硬件电路仿真图 15 附录二：硬件电路原理图 16 附录三：实物图 17第一章 绪论1.1 选题的依据及意义单片机模块中最常见的是数字钟，数字时钟路技术实现时、分、秒与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是
7、传统控制技术的一次革命1。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。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于数
8、字钟电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分，因此进行数字钟的设计是必要的，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到了广泛的应用。虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片出售，价格便宜，1.2 国内外研究现状及发展趋势数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式的时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。目前，数字钟得设计方法有很多种。例如，可用中小规模集成电路组成数字钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成数字钟；还可以利用单片机来实现数字钟等
9、等。这些方法都各有其特点，其中利用单片机实现的数字钟具有编程灵活，并便于功能的扩展。数字钟一般由振荡器，分频器，译码器，显示器等部分组成，这些都是数字电路中最基本的，应用最广的电路。当前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格较便宜。由于数字集成电路技术的发展，使数字钟具有走时准确，性能稳定，携带方便等特点，是目前人们生活和工作补课或缺的报时用品。现在是一个知识爆炸的新时代。新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。人们对数字钟的要求也越来越高，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。有电子闹钟，数字闹钟等。单片机在多功能数字钟的应用已
10、是非常普遍的。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计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示模块将其显示出来。本论文采用AT89C52单片机时钟芯片，按键电路对时间秒、分、时进行设置，最后用数码管显示出来。更高干 aHE分、秒计时的装置，控电路、按键控制电路和蜂蜜1.3 本课题研究内容基于AT89C52单片机数字钟由电源电路、单片机主控电路、按键控制电路和蜂鸣器等组成。本次设计就是通过单片机为主控电路。 第二章 数字钟的系统分析与设计2.1 设计要求基于AT89C52单片机的数字时钟晶振采用12MHZ，设计功能如下： (1)24小时计时功能（精确到秒）（2）整点报
11、时功能（3）闹钟功能（4）小时/分钟调整功能（5）秒表功能（6）省电模式功能2.2 整体方案设计 本时钟的设计具体有三种方法。方案一：基于数字电路的数字钟。传统的数字钟以最为基本的数字电路来实现的。设计复杂，体积大，运行稳定性不好。所以不考虑。方案二：利用硬件描述语言结合PLD器件可以极大地方便数字集成电路设计，利用VHDL硬件描述语言结合FPGA器件设计一个具有基本计时和调整时间功能的数字钟。方案三：通过单片机AT89C52芯片为主控电路，首先使用Professional 软件进行绘制硬件电路图，用keil软件进行编程与调试，最终生成hex文件，传入单片机内部，从而实现仿真效果。 此次设计的
12、多功能数字时钟具有显示时、分、秒、及对各日期与时间的调整、校正功能。整个时钟通过按键来实现各个功能。显示部分用四位一体和两位一体的共阳数码管显示。三种方案比较：方案一设计复杂，体积大，运行稳定性不好，所以不考虑。方案二FPGA是作为专用集成电路（ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。方案三利用单片微型计算机编写软件程序来设计数字钟，体现了现代计算机工具的方便、简捷、准确性，便于单片微型计算机应用技术的推广。本次设计采用方案三2.2.1 芯片的选择方案一：AVR单片机是Atmel 公司推出的较为新颖的单片机，其显著的特点为高性
13、能、高速度、低功耗11。它取消机器周期，以时钟周期为指令周期，实行流水作业。AVR单片机指令以字为单位，且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可执行本指令功能，同时完成下一条指令的读取。通常时钟频率用48MHz，故最短指令执行时间为250125ns。该系列的型号较多，但可用下面三种为代表：AT90S2313(简装型)、AT90S8515、AT90S8535(带A/D转换)6。 方案二：采用AT89C52芯片，它除了具备AT89C51的所有功能与部件外，其最大的优势就是AT89C52提供了8K字节可擦写Flash闪速存储器空间、8个中断源、及256*8字节内部存储器（RAM）,解决了我们对可反复
14、擦写的Flash闪速存储器空间大小与中断源的不够问题的担心。2.2.2 显示模块选择方案和论证方案一：采用LED液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示大量文字，图形，显示多样，清晰可见，但是价格昂贵，需要的接口线多，所以在此设计中不采用LED液晶显示屏。方案二：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合，如采用在显示数字显得太浪费，且价格也相对较高，所以也不用此种作为显示。方案三：采用LED数码管进行静态显示，LED数码管价格适中，对于显示数字最合适，而且采用静态显示法与单片机连接时，占用的单片机口线少（采用二十四小时制显示，以P0，P1.P2，
