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1、 单片机技术 课程设计任务书课题名称 基于单片机的电子时钟设计 系 别 理学院 专 业 _电子信息科学与技术_班 级 _电科 XXX 班_ 学 号 _201X09020XX 姓 名 XXX _ 指导教师 XXX _ 2013 年 6 月 20 日目录目录1 1摘要摘要 12.2. 引言引言 23.3. 时钟原理分析时钟原理分析 24.4. 时钟设计分析时钟设计分析 35.5. 时钟的实现时钟的实现 41.使用的 PCF8563 芯片 31.1PCF8563 的性能特点 41.2 PCF8563 的工作原理 41.3 系统硬件设计 42. 分块设计 52.1 输入部分 52.2 输出部分 52.
2、3 完整电路图 6 6 6. . 程序设计程序设计 61 程序总体设计 62 .程序主要模块 62.1 延时模块 62.2中断服务程序 62.3主程序 82.4 显示子程序 82.5 C程序调试及仿真 87.7. 总结总结 11 8.8. 参考文献参考文献 11 9.9. 程序程序 12基于基于 5151 单片机的电子时钟设计单片机的电子时钟设计摘摘 要：要：本文介绍了基于 51 单片机的电子时钟的设计，从硬件和软件两个方面给出了具体实现过程。该时钟的设计采用功能分块的思想方法，将硬件电路划分为开关电路，显示驱动电路和数码管电路等若干独立模块，而软件的实现则由闹钟的声音程序、时间显示程序、日期
3、显示程序，秒表显示程序，时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序，延时程序等组成。文中给出了各个模块的电路图，并用 Proteus 的 ISIS 软件对电子时钟系统的各个功能进行了仿真，并给出了相应的仿真结果图像。关关键词键词： ：单片机；电子时钟；键盘控制Electronic Clock Design Based on 51 Single-chipAbstract: This paper introduces the electronic clock design based on 51 single-chip microcomputer, and it provides us specif
4、ic implementation process from aspects of hardware and software. This clock is designed by the method of function blocks. In hardware, its circuit is divided into switch block, display drive block and digital control block. However, the software consist of the program of alarm clock, time display, d
5、ate display, stopwatch display, time adjust, timing adjustment, the alarm clock adjustment, time delay and so on. Circuit diagrams of each module is also given and the corresponding simulation image of this clock produced by software of Proteus is also showed in this paper. Key words: single chip mi
6、crocomputer; electronic clock; Keyboard control1 1 一一 、引言、引言1957 年,Ventura 发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。现在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、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟
7、用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用 LED 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，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。二、时钟原理分析二、时钟原理分析利用单片机定时器完成计时功能，定时器 0 计时中断程序每隔 0.01s 中断一次并当作一个计数，设定定时 1 秒的中断计数初值为 100，每中断一次中断计数初值减 1，当减到 0 时，则表示 1s 到了，秒变量加 1，同理再判断是否 1min 钟到了，再判断是否1h 到了。为了将时间在 LM016L 液晶显示上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件
8、，可采用动态显示法实现 LED 显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。三、时钟设计分析三、时钟设计分析80C51单片机属于MCS-51系列单片机，由Intel公司开发，其结构是8048的延伸，改进了8048的缺点，增加了如乘（MUL） 、除（DIV） 、减（SUBB） 、比较（CMP） 、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源。采用40引脚双列直插式DIP（Dual In Line Package） ，内有128个RAM单元
9、及4K的ROM。80C51有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有4个8位并行输入口。80C51内部有时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外接，本系统中采用12MHz的晶振频率。由于80C51的系统性能满足系统数据采集及时间精度的要求，而且产品产量丰富来源广，2应用也很成熟，故采用来作为控制核心。在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的声音程序、时间显示程序、日期显示程序，秒表显示程序，时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序，延时程序等。运用这种方法，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不匹配
10、会出现意想不到的错误。首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及内部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备工作。第二部分是硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三部分是软件部分：先学习理解汇编语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。第四部分是软件画图部分：设计好电路后进行画图，包括电路图和仿真图的绘制。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路
11、并导入程序检查电路，若与设计的完全一样一般能实现想要的功能。最后进行功能扩展，在已经正确的设计基础上，添加额外的功能！四、时钟的实现四、时钟的实现1 1、使用的、使用的 PCF8563PCF8563 芯片芯片 PCF8563PCF8563芯片原理图如下芯片原理图如下31.1PCF85631.1PCF8563的性能特点的性能特点 低工作电流：典型值为0.25A（VDD=3.0V，Tamb=25时） 。世纪标志大工作电压范围：1.05.5 低休眠电流典型值为0.25A(VDD=3.0V,Tamb=25)400KHz 的I2C 总线接口（VDD=1.85.5V 时） 。可编程时钟输出频率为：32.7
12、68KHz，1024Hz，32Hz，1Hz。报警和定时器。掉电检测器。内部集成的振荡器电容。片内电源复位功能。I2C 总线从地址：读，0A3H；写，0A2H。开漏中断引脚。 1.21.2 PCF8563PCF8563的工作原理的工作原理其内部结构图如下1.31.3 系统硬件设计系统硬件设计硬件电路设计包括 PCF8563 时钟，日历器件与 80c51 单片机的接口电路、LM016L 液晶显示电路以及键盘电路 3 个部分。80c51 是一种低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制 器，具有 8 KB 在系统可编程 Flash 存储器；使用高密度非易失存储器技术制造，与 T 业 80C51 产品指令和引脚完全兼容：片上 Fl
