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1、黑龙江学院毕业论文基于单片机的倒计时时钟设计姓 名： * * * 指导教师： * * * 专 业： 电子技术 班 级： 2014 年 10 月 15 日毕业论文目 录摘 要 .1关键词 .1引 言 .21. 系统基本设计思路 .32. 单元电路方案论证 .32.1 控制器模块 .32.2 计时模块 .32.3 显示模块 .32.4 最终方案 .43. 系统硬件介绍 .43.1 STC89C51 单片机 .43.2 数码管显示模块 .84. 系统软件设计 .104.1 编程软件 KEIL C51.104.2 画图软件 PROTEL99SE.104.3 仿真软件 PROTEUS .114.4 程序
2、流程图 .125. 调试与实现 .13结 论 .14参考文献 .15致 谢 .16附录 1 原理图 .17附录 2 仿真图 .18附录 3 主要源程序 .19毕业论文1基于单片机的倒计时时钟设计摘 要 ：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，单片机已广泛地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和最有代表性的一种。这次毕业
3、设计通过对它的学习、应用，以 STC89C51 单片机为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的倒计时秒表，它由 5V 直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。数字钟是采用数字电路实现对 “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 LED 数码管显示分、秒，根据数码管动态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。其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使
4、用。关键词 ：单片机，数码管，秒表毕业论文2引 言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。 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
5、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革命。 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分、秒计时的装置，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。现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，
6、译码代替机械式传动，用 LED 显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时、分和秒的校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求
7、很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12C887 等都可以满足高精度的要求。本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机STC89C51 单片机和 LED 数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。 毕业论文31. 系统基本设计思路此设计是在数码管上显示秒，电路包括单片机及显示驱动电路。单片机通过输出各种电脉冲信号开驱动控制各部分正常工作。系统工作过程：时间的主要处理过程是在 CPU 中完成的。CPU 会随时对时间进行读取数据的操作。在读取了相应的寄存器的值后，CPU 将读取的值进行处理，再通过 I/O 口把数据显示在
8、数码管上。2. 单元电路方案论证根据设计要求，本系统主要由控制器模块、显示模块构成。为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了以下几种方案并分别进行了论证。2.1 控制器模块方案 1：采用 51 系列作为系统控制器单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。由于其功耗低、体积较小、技术成熟和成本低等优点，在各个领域应用广泛。而且抗干扰性能好。方案 2：采用凌阳系列单片机为系统的控制器凌阳系列单片机可以实现各种复杂的逻辑功能，模块大，密度高，它将所有器件集成在一块芯片上，减少了体积，提高了稳定性。凌阳系列单片机提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制
9、核心。因 51 单片机价格比凌阳系列低得多，且本设计不需要很高的处理速度，从经济和方便使用角度考虑，本设计选择了方案 1。2.2 计时模块数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。方案一：本方案采用 Dallas 公司的专用时钟芯片 DS12C887。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于 10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也
10、能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现 1 秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加 1；若秒值达到 60，则将其清零，并将相应的分字节值加 1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加 1；若时值达到 24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。2.3 显示模块方案 1：采用 LED 数码管显示用 LED 数码管。虽然显示的内容有限，但是也可以显示数字和几个英文字母，在此设计中已经足够了，并且价格比液晶字符式要低的多，为了降低设计制作的成本，在此设计中我毕业论文4们选用 LED 数码管显示。方案 2：采用液晶字符显示器显示用液晶，可以用软件达到很好的控制，硬件不复杂，液晶字符显示器可以显示很丰富的内容，显示清晰，但是液晶字符式价格昂贵，在本设计中不需要用到复杂的显示内容，因此我们放弃了此方案。从经济的角度考
