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1、课课 程程 设设 计计题题 目目基于 AT89C52 单片机的 LED 点阵显示电子钟设 计学学 院院物流工程学院专专 业业物流工程班班 级级姓姓 名名指导教师指导教师2015 年1月18日课程设计任务书课程设计任务书题题 目目: : 基于基于 AT89C52AT89C52 单片机的单片机的 LEDLED 点阵显示电子钟设计点阵显示电子钟设计 初始条件：初始条件：1.Protues 7 professional 的 ISIS 7 professional 和 ARES 7 professional 软件2.Keil uvision4 软件3.单片机的相关资料指导书要求完成的主要任务要求完成的主
2、要任务: : （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）涉及一种基于 AT89C52 单片机的 LED 点阵显示时钟，具体要求如下：1. 时钟的显示由 LED 点阵构成。2. 能正确显示时间，上电时间为 12 点。3. 时间能够由按键调整。4. 误差小于 1s。时间安排：时间安排： 2015 年 1 月 4-5 日 选择题目、布置任务 2015 年 1 月 6-8 日 功能分析、硬件设计及修改 2015 年 1 月 9-13 日 软件设计与编程 2015 年 1 月 14-16 日 调试并修改硬件组成2015 年 1 月 17-18 日 修改软件编程并调试 2015 年 1
3、月 19-20 日 编写设计说明书 2015 年 1 月 21-22 日 确认提交版答辩指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日本科生课程设计成绩评定表本科生课程设计成绩评定表姓姓 名名性性 别别男男专业、班级专业、班级课程设计题目：基于课程设计题目：基于 AT89C52 单片机的单片机的 LED 点阵显示电子钟设计点阵显示电子钟设计课程设计答辩或质疑记录：课程设计答辩或质疑记录：1.Proteus 软件的主要功能是什么？ 答：Proteus 分两部分，一部分是绘制 PCB 板的；另一部分是仿真软件，用于电子的仿真，如
4、 单片机。2.LED 显示屏与 LCD 显示屏相比有什么优势？ 答：LED 为一种发光二极管，工作时耗电量小，节能环保。原理是把电能直接转换为光能，不 产生或产生极少热量，对人体辐射较小，而且耐冲击，性能稳定。3.时间设置功能你采用了几只按键来实现，分别有什么作用？ 答：用了三只按键来实现，其中的两只是时间调整按键，分别用于时调整和分调整，另外一只 是用作复位按键来实现复位的。成绩评定依据：成绩评定依据： 1 硬件电路和软件程序的正确性； 2 设计说明书的规范性和完整性； 3 答辩情况； 4 功能实现的难易程度。最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）最终评定成绩（以优、良、中、及格、不
5、及格评定）指导教师指导教师签字：签字： 年年 月月 日日目录1.1.项目概述项目概述 21.1 设计内容和要求2 1.2 设计思路22.2.设计原理分析设计原理分析 32.1 设计方案论证32.2 电路工作原理32.2.1 复位电路模块 32.2.2 晶振电路模块 32.2.3 按键电路模块 42.2.4 显示电路模块 53.3. 硬件电路设计硬件电路设计63.1 主要硬件设备介绍73.1.1 88 点阵屏 73.1.2 74LS373 锁存驱动器的特性及使用83.1.3 74LS138 译码器的特性及使用103.1.4 AT89C52 单片机 123.2 电路原理图 133.3 元件清单 1
6、44.4. 软件设计软件设计154.1 框图设计 154.2 程序流程图 164.3 程序清单 165.5. 系统仿真系统仿真276 6课程设计总结课程设计总结29参考文献参考文献291摘要本文设计的是一个室内用 5 块 88 点阵时钟显示屏，数字采用静止显示方式。电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟走时更准确、性能更稳定。LED点阵电子钟程序主要功能是屏幕显示时间稳定，精确。所以按照分块设计的方法可以把程序分为主程序、显示程序、计时程
7、序。主程序主要是用来初始化系统和控制各个子程序之间执行的顺序。显示程序用来完成数字在 LED 点阵上的显示，时钟的显示是使用 5 块 88 点阵显示屏。计时程序用来完成计时，数时功能。基于 AT89C52 单片机的 LED 点阵显示电子钟具有结构简单，性能好，价格低和灵活等优点，因此得到了广泛应用。关键词：关键词：LED；电子钟；AT89C52 单片机21 项目概述1.1 设计内容和要求利用 AT89C52 单片机结合 LED 点阵显示器设计一个点阵显示电子钟。电子时钟将在 5 块 88 点阵显示屏上分别显示(小时十位)、(小时个位)、(：)、(分十位)、(分个位)。时钟出现累积误差，可以人为
8、手动进行修改。修改时间的功能可以通过独立式按键来完成。设计一种基于 AT89C52 单片机的 LED 点阵显示时钟，基本设计要求如下： 时钟的显示由 LED 点阵构成。 能正确显示时间，上电时间为 12 点。 时间能够由按键调整。 误差小于 1s。1.2 设计思路LED 点阵电子钟程序主要功能是屏幕显示时间稳定，精确。所以按照分块设计的方法可以把程序分为主程序、显示程序、计时程序。主程序主要是用来初始化系统和控制各个子程序之间执行的顺序。显示程序用来完成数字在 LED 点阵上的显示，时钟的显示是使用 5 块 88 点阵显示屏。计时程序用来完成计时，数时功能。32 设计原理分析2.1 设计方案论
9、证由中断产生的秒、分、小时数据，经转换子程序转换成适应 LED 点阵显示屏显示的数据，并通过单片机的输出功能输入到 LED 点阵显示屏，再通过显示扫描程序，显示出时钟的走时时间。用计时程序来完成计时，数时功能，再通过单片机综合控制将数字显示出来。由此可见，通过 AT89C52 单片机的控制功能，完全可以实现 LED 点阵显示电子钟。2.2 电路工作原理2.2.1 复位电路模块本设计采用 RC 上电加按钮复位。如图 2.1 中所示，将一个手动按钮与电阻串联后再和复位电容并联起来，当系统上电后，由于开关没有导通，还是一个基本的阻容复位电路，系统会可靠地复位。如果在调试过程中需要对系统进行复位，这时
10、不需要断电再接通电源，只需按一下复位开关即可。当复位开关按下后，电容被短路，在 RET脚上由于电阻分压会得到一个复位的高电平，达到复位效果。图 2.1 复位电路2.2.2 晶振电路模块4AT89C52 单片机芯片内部设有一个由反向放大器构成的振荡器，XTAL1 和 XTAL2 分别为振荡电路的输出端和输入端，时钟可由内部或外部生成，在 XTAL1 和 XTAL2 引脚上外接定时元件，内部振荡电路就会产生自激振荡。晶振电路中，采用高精度的 12MHz的石英晶振和电容值为 30 皮法拉的电容组成并联谐振回路。以获得较高的刷新频率及较准确的时钟频率使显示稳定，计时准确。系统时钟由定时器 T0 中断方
11、式产生，较为精确。电路图如图 2.2。图 2.2 晶振电路综合以上两个电路模块可设计出由复位电路和晶振电路加上 AT89C52 单片机所组成的单片机最小系统，如图 2.3 所示。图 2.3 单片机最小系统电路52.2.3 按键电路模块按键电路由两个个独立式按键组成，如图 2.4。采用定时查询方式，一般情况下，单片机应用系统的用户按一次键(从按下到释放)或释放一次键(从释放到再次按下)最快也需要 50 毫秒以上，在此期间 CPU 只要有一次查询键盘，则该次的按键和释放就不会丢失。因此，可以编制这样的按键程序，即每隔不大于 50 毫秒的时间(典型值为 20毫秒)单片机就去查询一次按键，查询各键按下
12、与释放的状态，就能正确地识别用户对键盘的操作。独立按键，按键电路由两个独立式按键组成，分别接单片机的 P3.2、P3.3 低电平驱动。这两个按键分别用作时调整，分调整。图 2.4 独立按键电路2.2.4 显示电路模块显示电路由五片 88 点阵 LED 组成，用以显示(时分)。根据设计要求，采用并行方式显示，通过锁存器芯片来扩展 I/O 口，达到控制 LED 点阵的 40 个列线的目的。本方案运用 5 片锁存器 74LS373 来组成 5 组双缓存寄存器，驱动 LED 点阵的 8 组列线，用 3/8 译码器 74LS138 对 LED 点阵的 8 行进行扫描。在送每一行的数据到 LED 点阵时，
13、每次把数据分别送到 5 个 74LS373，然后再把数据一起输出到 LED 点阵列中，送出去的时间数据由 AT89C52 来控制。单片机的串口与行驱动器相连，用来发送显示数据信息。P0 口与 LED 的行引脚相6连，送出数据，地址以及系统的控制信号。输出低态时，最大可吸取 0.5 安培，即 500毫安，若每个 LED 取 30 毫安，8 个 LED 同时点亮，需要 240 毫安，完全满足 LED 点亮的基本条件。显示电路如图 2.5。图 2.5 显示电路模块73 硬件电路设计3.1 主要硬件设备介绍3.1.1 88 点阵屏图 3.1 为 88 点阵 LED 外观及引脚图，其等效电路如图 3.2 所示，只要其对应的DC、DR 轴顺向偏压，即可使 LED 发亮。例如如果想使图 3.2 左上角 LED 点亮，则DC8=1，DR1=0 即可。应用时限流电阻可以放在 DC 轴或 DR 轴。88 点阵 LED 外观及引脚如图 3.1。DC3 DC6 DR4
