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1、湖南人文科技学院课程设计报告课程名称课程名称:单片机原理及应用课程设计设计题目设计题目： 时钟计时器的设计 系系 别：别： 通信与控制工程系 专专 业：业： 班班 级：级： 学生姓名学生姓名: 学学 号号: 起止日期起止日期: 2012 年 12 月 23 日 2012 年 12 月 30 日 指导教师指导教师: 教研室主任：教研室主任： 指导教师评语指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日项项 目目权重权重成绩成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3成成绩绩评评定定总 成 绩 教研室审核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学
2、系审核意见：主任签字： 年 月 日摘 要时间计时器以单片机为核心，由计时器，综合控制器等组成。系统采用模块化设计，主要分为计时显示模块和按键控制模块。每个模块的程序结构简单，任务明确，易于编写、调试和修改。编程后利用 Keil 软件来进行编译，在生成 HEX文件装入芯片中。本设计中系统硬件电路主要是由以下几个部分组成：单片机AT89C52、振荡电路、显示电路和按键开关。该系统具有 60S 内准确计时和及时清零的功能，基于单片机设计的时间计时器因为体积小，成本低廉等优点，被广泛用于我们的日常生活、工作当中。关键词：电子时钟、单片机、高精度目 录设计要求.21 方案论证与对比.21.1 方案一.2
3、1.2 方案二.21.3 方案对比与选择.32 系统硬件设计.42.1 设计核心单元（AT89C52）.42.2 程序下载单元.42.3 数码管显示单元.52.4 复位单元.64 系统软件设计.75 系统调试.86 详细仪器清单.97 总结与致谢.10参考文献.11附录一：时间计时器电路 PCB 原理图.12附录二：USB 下载模块电路 PCB 原理图.13附录三：部分软件代码.142时间计时器的设计时间计时器的设计设计要求功能：时钟计时器要求用单片机及 6 位 LED 数码显示时、分、秒，以 24 小时计时方式运行，能整点提醒（蜂鸣） ，使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，定时
4、设定提醒的功能。学习、了解单片机相关指令在各方面的应用，学习、了解单片机相关指令在各方面的应用，让我们学到更多关于单片机方面的知识。学习更多关于单片机方面的知识。1 方案论证与对比1.1 方案一采用专用集成时钟芯片 DS1302 实时时钟日历芯片完成时钟/日历的计时。以AT89C52 芯片作为核心。这种实现的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间精确，操作简单，编程容易原理框图如图 1 所示： 图 1 方案一系统方框图该方案因为采用时钟芯片 DS1302 来定时，导致生产成本偏高的缺点。1.2 方案二电子时钟由 AT89C52，八段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由AT89C52 内
5、部定时器程序程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。因为是改用 AT89C52 内部定时器定时，没3有外加专用计时芯片，降低了生产成本，提高了推广的可能性。而电路中五个控制键拥有多种不同的功能，模式按键，可以实现数码管显示不同信息的功能，达到日历和时间切换的目的；移位按键，达到在时间调节模式下，改变数码管被选中的位；加减按键，则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次数码管被选中位显示值加减变化一次则可实现显示数值的调节。电路图如图 2 所示。图 2 方案二系统方框图1.3 方案对比与选择以上二个方案一个方案时间准确性搞，程序简单。但成本偏高。而
6、方案二直接使用核心芯片 AT89C52 的内部资源定时器来，不能保证长时间下的时间准确性。但降低了成本。我们进过讨论最终选择方案二。选择低成本的，适用于短时间内的时间显示和时间定时。复复位位电电路路时时钟钟电电路路下下载载电电路路AT89S52显显示示键键盘盘电电路路42 系统硬件设计系统硬件设计2.1 程序下载单元单片机普遍采用 MAX232 串口下载程序，这次我们采用另外一种下载方式，USB下载方式。原理图如图 4 所示：TXD1 DTR_N2 RTS_N3 VDD_3254 RXD5 RI_N6 GND7 NC8 DSR_N9 DCD_N10 CTS_N11 SHTD_N12 EE_CL
7、K13 EE_DATA14EE_DATA15DM16VO_3317VO_3318NC19VDD_520GND21GP022GP123NC24NC25NC26OSC127OSC228PL-2303HX-28C30.1uR44.7KGNDVCCVCC VCC图 4 下载单元 PL-2303 原理图2.2 数码管显示单元所谓数码管就是为数码管显示提供的各段状态组合，即字形代码。八段数码管的段码为八位，用一个字节即可表示。在段码字节中代码位与各段发光二极管的对应关系表 1。表 1 段码字节代码位与发光二极管的关系段码D7D6D5D4D3D2D1D0段名dpgfedcba段码的值与数码管公共引脚的接法有
8、关。以八段数码管为例，显示十六进制的段码值如表 2。表 2 十六进制段码表数字共阳极段码共阴极段码数字共阳极段码共阴极段码0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF8EH71H7F8H07H灭FFH00H880H7FH5并排使用的多位数码管称为 LED 显示器。LED 显示器多采用动态显示方式，全部数码管共用一套段码驱动电路，各位数码管的同段引脚短接后接到相应段码的驱动线上。显示时通过位控制信号采用扫描的方法逐位地循环点亮各位数码管。动态显示虽然在任何时刻只有一位数码管被点亮，但是由于人眼具有的视觉残留效应，看起来与全部数码管持续点亮的效果完全一样。由于单片
