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1、辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）1辽 宁 工 业 大 学单片机与接口技术 课程设计（论文）题目： LED显示的电子钟 院（系）： 电子与信息工程学院 专业班级： 计算机班 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间： 课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：计算机科学与技术学 号 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目LED显示的电子钟课程设计（论文）任务以AT89C51单片机为核心，制作一个LED显示的智能电子钟。用 8个 7段 LED数码管作为显示设备，设计时钟功能。时钟的显示格式规定如下，日期格式：YY MM DD,时间格式
2、：HH MM SS.通过按键可以分别设置年、月、日，时、分、秒。按下 K1键进入设置页面，在设置页面下按 K2调整数字，K3 键返回操作，K4 键切换日期与时间的显示。要求：根据以上功能说明，设计单片机电路结构，编写相应程序代码，用Proteus仿真电路运行查看效果，总结论文。指导教师评语及成绩成绩 ： 指导教师签字： 年 月 日目 录第 1 章 设计概述与要求 .11.1 设计概述 .11.2设计要求 .1第 2 章 系统设计 .22.1 框图设计 .22.2 硬件设计 .2第 3 章 软件设计 .73.1 程序流程图 .7第 4 章 PROTEUS 仿真结果 .94.1 总体电路仿真结果
3、.94.2 各个功能的仿真结果 .9第 5 章 总结 .11参考文献 .12附录 程序代码 .13清华大学出版社辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）1第 1 章 设计概述与要求1.1 设计概述课程设计应以学生认知为主体，充分调动学生的积极性和能动性，重视学生自学能力培养。根据课程设计具体课题安排时间，确定课题的涉及，变成和调试内容，分团队开展课程设计活动，安排完成每部分工作。课程设计集中在实验室进行。在课程设计过程中，坚持独立完成，实现课题规定的各项指标，并写出设计报告。要求学生自己调研，设计系统功能，划分软硬件功能，选择器件，用 Proteus软件在 PC机上完成硬件
4、原理图设计。然后使用使用 Proteus软件在 PC机运行系统仿真，调试电路和修改调试程序。对整个系统做试运行，有问题再进一步修改调试，直至达到设计的要求和取得满意的效果。最后编写系统说明书，其内容主要包括系统功能介绍，使用范围，主要性能指标，使用方法，注意事项等。要求学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在单片机原理与接口技术课程中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。基于 AT89C51单片机，制作一个 LED显示的智能电子钟。1.2设计要求1、设计题目：LED 显示的电
5、子钟2、设计任务：基于 AT89C51单片机,制作一个 LED显示的智能电子钟。3、设计要求及功能：（1）用 6个 7段 LED数码管作为显示设备，设计时钟功能。（2）显示格式，日期：YY MM DD,时间：HH MM SS.（3）可以分别设计年、月、日，时、分、秒。在复位后的日期应该为：12 01 01，时间为：00 00 00。（4）秒钟复位功能，当秒位键按下后，秒的那位回到 00 。（5）键盘按键个数应该万为己确定。（6）时间、月、日自行交替显示，或者按键切换显示。辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）2辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）3
6、第 2 章 系统设计2.1 框图设计 设计中采用 AT89C51芯片及 LED显示器，一些独立式按键构成一个简单的数字电子钟。设计中是采用单片机的内部定时器进行定时，程序框图如图 2.1所示：图 2.1 系统框图整个电子钟的工作原理是：在正常的供电状态下，首先利用单片机定时，到了相应的时间由单片机将所需要显示的数据送到 LED显示器的输入口，当有键按下时则进入相应的按键显示和调整状态，进行按键调整。2.2 硬件设计硬件设计是指应用系统的电路设计，包括单片机芯片、控制电路、存储器、I/O 接口等等。硬件设计时，应考虑留有充分余量，电路设计力求无误，因为在系统调试中不易修改硬件结构。如原理图所示，
7、硬件系统主要由单片机最小应用系统、LED 数码管显示模块、电源模块、晶振模块、按键模块等组成。1、硬件系统各模块功能：（1）单片机最小系统AT89C51：由 AT89C51单片机由时钟电路和复位电路构成。AT89C51 是一种带 8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）4Memory）的低电压，高性能 CMOS8位微处理器，俗称单片机。时钟电路由一个 12MHZ的石英晶体振荡器和两个 22pF的的电容组成振荡电路和分频电路，为单片机提供内部时钟
8、。复位电路采用上电复位和按键复位结合的方式对电路进行复位，主要是通过 RST引脚送入单片机。XTAL218 XTAL119ALE30 EA31 PSEN29RST9P0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 3P0.7/AD7 32P1.01 P1.12 P1.23 P1.34P1.45 P1.56 P1.67 P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 1P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13P3.4/T0 14P3.7/RD 17P3.6/WR 16P3.5/T1 15
9、P2.7/A15 28P2.0/A8 21P2.1/A9 2P2.2/A10 23P2.3/A1 24P2.4/A12 25P2.5/A13 26P2.6/A14 27U4AT89C51 图 2.2 89C51 单片机VCC：电源。GND：接地。P0口：P0 口为一个 8位漏级开路双向 I/O口，每脚可吸收 8TTL门电流。当 P1口的管脚第一次写 1时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程 序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH进行校验时，P0 输出原码，此时 P0外部必须被拉高。P1口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的
10、 8位双向 I/O口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1 口管脚写入 1后，被内部上拉为高，可用作 输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8位双向 I/O口，P2 口缓冲器可接收，输出 4个 TTL门电流，当 P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻 拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16位地址外部数据存 储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1
11、”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）5时，P2 口输出其特殊功能寄存器 的内容。P2 口在 FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3 口管脚是 8个带内部上拉电阻的双向 I/O口，可接收输出 4个 TTL门电流。当 P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为 AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（
12、外部中断 0）P3.3 /INT1（外部中断 1）P3.4 T0（记时器 0外部输入）P3.5 T1（记时器 1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是
13、：每当用作外部数据存储器 时，将跳过一个 ALE脉冲。如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH地址上置 0。此时， ALE只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1时， /EA将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH编程期间，此引脚也用于施加 12V编程电源（VPP） 。（2）LED 数码管显示模块辽 宁 工
