基于51单片机的电子钟设计及实现毕业论文

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1、 教育资料 南 阳 理 工 学 院 本科生毕业设计 论文 学院 系 计算机与信息工程学院 专 业 通信工程 学 生 谢国锋 指导教师 张芳 完成日期 2014 年 5 月 教育资料 南阳理工学院本科生毕业设计 论文 基于51单片机的数字电子钟设计及实现 DigitalDigital ElectronicElectronic ClockClock DesignDesign andand ImplementationImplementation BasedBased onon 5151 SingleSingle ChipChip MicrocomputerMicrocomputer 总 计 毕业设

2、计 论文 22 页 表 格 1 个 插 图 11 幅 教育资料 南南 阳阳 理理 工工 学学 院院 本本 科科 毕毕 业业 设设 计 论文 计 论文 基于51单片机的数字电子钟设计及实现 DigitalDigital ElectronicElectronic ClockClock DesignDesign andand ImplementationImplementation BasedBased onon 5151 SingleSingle ChipChip MicrocomputerMicrocomputer 学 院 计算机与信息工程学院 专 业 通信工程 学 生 姓 名 谢国锋 学 号

3、1206644044 指 导 教 师 职称 张芳 讲师 评 阅 教 师 完 成 日 期 2014 年 5 月 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology 教育资料 Comment A1 摘要的写法 针对 问题 最多两行文字 利用 原理 采用 技术 实现了 系 统 达到了 效果 Comment A2 与上面的中文关键词 不对应 教育资料 基于 51 单片机的数字电子钟设计及实现 通信工程专业 谢国锋 摘摘 要要 20 世纪末 电子技术获得了快速的发展 在其推动下 现代电子产品几乎渗 透了所有领域 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

4、 子产品性能进一步提高 产品更新换代的节奏也越来越快 数字钟是采用数字电路实现对 时 分 秒 数字显示的计时装置 数字钟的精度 稳定度远远超过老式机械钟 在 这次设计中 我们采用液晶显示时 分 秒 以 24 小时计时方式 根据液晶显示原理来进 行显示 用 12MHz 的晶振产生振荡脉冲 定时器计数 在此次设计中 电路具有显示时间的 其本功能 还可以实现对时间的调整 关键词关键词 数字电子钟 单片机 定时器 液晶显示器 DigitalDigital ElectronicElectronic ClockClock DesignDesign andand ImplementationImplemen

5、tation BasedBased onon 5151 SingleSingle ChipChip MicrocomputerMicrocomputer CommunicationCommunication EngineeringEngineering MajorMajor XieXie GuofengGuofeng AbstractAbstract The late 20th century electronic technology has been rapid development in its promotion penetration of modern electronic pr

6、oducts will almost Fields a strong impetus to the development of social productive forces and social improvement in the level of information while also further improve the performance of modern electronic products replacement products have become increasingly fast pace Digital Clock is a digital cir

7、cuit implementation of the when sub seconds The figures show the timing device Digital clock precision stability far more than theold mechanical clock In this design we use LED digital display hours minutes seconds to 24 hour time mode according to digital control theory to dynamic display to displa

8、y use the 12MHz crystal oscillation pulse the timer count In this design the circuit has a display time of the this function you can also realize the time adjustment Keywords Keywords digital electronic clock SCM The timer Single chip microcomputer Liquid crystal display 教育资料 教育资料 目录目录 1 引言 1 1 1 数字

9、电子钟的背景 1 1 2 数字电子钟的意义 1 1 3 数字电子钟的应用 1 2 整体设计框架 2 2 1 系统功能 2 2 2 数字钟的原理图 2 3 数字钟的硬件设计 3 3 1 单片机的选择 3 3 2 单片机的基本结构 4 3 3 最小系统设计 7 3 4 LED 显示电路 9 4 数字钟的软件设计 10 4 1 系统软件设计流程图 10 4 2 设计主程序 13 5 调试与功能说明 14 5 1 硬件调试 14 5 2 系统性能测试与功能说明 14 5 3 系统时钟误差分析 14 5 4 调试问题及解决 15 总结 16 参考文献 17 附录 18 致谢 22 教育资料 1 引言 数

10、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 1 1 研究背景 20 世纪末 电子技术获得了快速的发展 在其推动下 现代电子产品几乎渗透了社会 的所有领域 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

11、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 目前 单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着 CMOS 化 低功耗 小体积 大容量 高性能 低价格和外围电路内装化等几个方面发展 下面是单片机的主要 发展趋势 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 是传统控制技术的一次变革 单片机模块中最常见的是数字钟 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

12、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 1 2 研究意义 数字钟是采用数字电路实现对 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 定时开关烘箱 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

13、究数字 钟及扩大其应用 有着非常现实的意义 Comment A3 这些功能是怎么来的 需要分析一下的 Comment A4 是怎么来的 需要分 析说明一下 教育资料 2 整体设计框架 2 1 系统功能 系统实现功能 1 时间显示在 1602 液晶上 并且按秒实时更新 2 能够使用板上的按键随时调节时钟的年 月 日 时 分 秒 按键可 设计三个有效键 分别为功能选择键 数值增大键和数值减小键 3 每次有按键按下时 蜂鸣器都以短 滴 声报警 4 利用设计实现断电自动保护显示数据的功能 当下次上电时会接着上次 断电前的时间数据继续运行 2 2 数字钟的原理图 用 PROTELL 软件 根据要求画出数

14、字电子钟的原理图如图 2 1 所示 图 2 1 数字钟的原理图 工作原理 数字电子钟是一个将 时 分 秒 显示于人的视觉器官的计时装置 它的计时周期为 24 小时 显示满刻度为 23 时 59 分 59 秒 另外还有校时功能 因此 一个 Comment A5 这个不是工作原理吧 Comment A6 若要发展趋势等的话 可以放到第一章 作为 1 3 节 Comment A7 同上 教育资料 基本的数字钟电路主要由显示器 时 分 秒 和单片机 还有校时电路组成 3 数字钟的硬件设计 3 1 单片机的选择 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支 也是颇具生命力的机种 单片机微型 计算机简称单片

15、机 特别适用于控制领域 故又称为微控制器 通常 单片机由单块集成电路芯片构成 内部包含有计算机的基本功能部件 中央处理 器 存储器和 I O 接口电路等 因此 单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合 便可 成为一个单片机控制系统 单片机经过 1 2 3 三代的发展 正朝着多功能 高性能 低电压 低功耗 低价格 大存储容量 强 I O 功能及较好的结构兼容性方向发展 其发展趋势不外乎以下几个方面 1 多功能 单片机中尽可能地把所需要的存储器和 I O 口都集成在一块芯片上 使得单片机可以实 现更多的功能 比如 A D PWM PCA 可编程计数器阵列 WDT 监视定时器 看门狗 高速 I O

16、口及计数器的捕获 比较逻辑等 有的单片机针对某一个应用领域 集成了相关的控制设备 以减少应用系统的芯片数量 例如 有的芯片以 51 内核为核心 集成了 USB 控制器 SMART CARD 接口 MP3 解码器 CAN 或者 I I C 总线控制器等 LED LCD 或 VFD 显示驱动器也开始集成在 8 位单片机中 2 高效率和高性能 为了提高执行速度和执行效率 单片机开始使用 RISC 流水线和 DSP 的设计技术 使 单片机的性能有了明显的提高 表现为 单片机的时钟频率得到提高 同样频率的单片机运 行效率也有了很大的提升 由于集成度的提高 单片机的寻址能力 片内 ROM FLASH 和 RAM 的容量都突破了以往的数量和限制 由于系统资源和系统复杂程度的增加 开始使用高级语言 如 C 语言 来开发单片机的 程序 使用高级语言可以降低开发难度 缩短开发周期 增强软件的可读性和可移植性 便 于改进和扩充功能 3 低电压和低功耗 单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要 由于 CMOS 等工艺的大量 采用 很多单片机可以在更低的电压下工作 1 2V 或 0 9V 功耗已经降