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1、毕业论文毕业论文-LED-LED 显示电子钟显示电子钟11编号 淮安信息职业技术学院毕业论文题 目LED 显示电子钟学生姓名丁华军学 号47082009系 部电气系专 业电子设备与运行管理班 级479820指导教师朱静顾问教师二一年七月摘要随着半导体技术的飞速发展，以及移动通信、网络技术、多媒体技术在嵌入式系统设计中的应用，单片机从 4 位、8 位、16 位到32 位，其发展历程一直受到广大电子爱好者的极大关注。单片机功能越来越强大，价格却不断下降的优势无疑成为嵌入式系统方案设计的首选，同时单片机应用领域的扩大也使得更多人加入到基于单片机系统的开发行列中，推动着单片机技术的创新进步。然而传统的
2、单片机系统开发除了需要购置诸如仿真器、编程器、示波器等价格不菲的电子设备外，开发过程也较繁琐。来自英国Labcenter Electronics 公司的 Proteus 软件很好地诠释了利用现代 EDA 工具方便快捷开发单片机系统的优势。它包括 PROTEUS VSM（Virtual System Modelling） 、PROTEUS PCB DESIGN 两大组成部分，在 PC 机上就能实现原理图电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证以及形成 PCB 文件的完整嵌入式系统设计与研发过程。单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软件编程设
3、计两个方面, 其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试 3 个过程。如果采用单片机系统的虚拟仿真软件Proteus，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。关键词： 数字电子钟； AT89C2051 ；LED; 电子钟；目 录 第一章 前言 1 1.2 基本参数 11.3 注意事项 1第二章 模块特性简介 22.1 AT89C2051 单片机 22.2 LED 简介 32.2.1 LED 概述 32.2.2 LED 优势 32.2.3 LED 显示屏 32.3 系统总体方案介绍 3第三章 系统硬件设计 53.1 Proteus 电路图设计 5第四章 系统软件设计 64.1 软件的结构
4、64.2 概述 64.2.1 主程序 64.2.2 中断服务程序 64.2.3 调时程序 7第五章 程序设计 115.1 部分程序一览 11第六章 结论 13参考文献 14致 谢 15附录一 软件编写程序 16附录二 主要元器件清单 17第一章 前言1.1 系统功能此课程设计要求用单片机 AT89C2051 定时功能，中断系统，按键及 LED 数码管显示，设计一个能显示时、分、秒的数字时钟。数字时钟通过数码管显示，使用按键开关来实现调时功能。1.2 基本参数1.工作电压：4.5V（3 节干电池） ； 2.日期显示范围：2001-2100 年； 3.时间采用 24 小时制。1.3 注意事项2.
5、在安装电池时注意正负极，否则容易烧坏芯片；3在印制电路板上的焊接元器件前要认真对照原理图，仔细查看印制电路板，找到对应的元器件功能区；4在电源测试期间请勿将单片机芯片插入座中，以免电源部分有问题造成芯片烧坏。第二章 模块特性简介2.1 AT89C2051 单片机AT89C2051 单片机是 51 系列单片机的一个成员，是 8051 单片机的简化版。内部自带 2K 字节可编程 FLASH 存储器的低电压、高性能 COMS 八位微处理器，与 Intel MCS-51 系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位 CPU 和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，AT89C2051 构成的单片机系统
6、是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的 RAM、ROM 和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。AT89C2051 是一个有 20 个引脚的芯片，引脚配置如图 2-1 所示。与 8051 相比，AT89C2051 减少了两个对外端口（即 P0、P2 口） ，使它最大可能地减少了对外引脚下，因而芯片尺寸有所减小。图 2-1 AT89C2051 引脚配置AT89C2051 芯片的 20 个引脚功能为：VCC 电源电压。GND 接地。RST 复位输入。当 RST 变为高电平并保持 2 个机器周期时，所有 I/O 引脚复位至“1” 。XTAL1 反向振荡放
7、大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2 来自反向振荡放大器的输出。P1 口 8 位双向 I/O 口。引脚 P1.2P1.7 提供内部上拉，当作为输入并被外部下拉为低电平时，它们将输出电流，这是因内部上拉的缘故。P1.0 和 P1.1 需要外部上拉，可用作片内精确模拟比较器的正向输入（AIN0）和反向输入（AIN1） ，P1 口输出缓冲器能接收 20mA 电流，并能直接驱动 LED 显示器；P1 口引脚写入“1” 后，可用作输入。在闪速编程与编程校验期间，P1 口也可接收编码数据。P3 口 引脚 P3.0P3.5 与 P3.7 为 7 个带内部上拉的双向 I/0引脚。P3.6 在内部已与
8、片内比较器输出相连，不能作为通用 I/O 引脚访问。P3 口的输出缓冲器能接收 20mA 的灌电流；P3 口写入“1”后，内部上拉，可用输入。P3 口也可用作特殊功能口，其功能见表1。P3 口同时也可为闪速存储器编程和编程校验接收控制信号。2.2 LED 简介在某些半导体材料的 PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称 LED。2.2.1 LED 优势资料显示，LED 光源比白炽灯节电 87%、比荧光灯节电 50%，而寿命比
9、白炽灯长 2030 倍、比荧光灯长 10倍。LED 光源因具有节能、环保、长寿命、安全、响应快、体积小、色彩丰富、可控等系列独特优点，被认为是节电降能耗的最佳实现途径。2.2.2 LED 显示屏LED 显示屏（LED panel）：LED 就是 light emitting diode ，发光二极管的英文缩写，简称 LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。2.3 系统总体方案介绍电脑钟的原理框图如图 1 所示。它由以下几个部件组成：单片机 89C2051、电源、时分显示部件。时分显示采用动态扫描，以降低对单片
10、机端口数的要求，同时也降低系统的功耗。时分显示模块以及显示驱动都通过 89C2051 的I/O 口控制。电源部分：电源部分有二部分组成。一部分是由 220V 的市电通过变压、整流稳压来得到+5V 电压，维持系统的正常工作。 图 2 电子钟系统原理框图第三章 硬件电路设计3.2 Proteus 电路图设计运行 Proteus 的 ISIS 后出现程序主窗口界面，鼠标左键单击窗口左侧的元器件工具栏的 component.按钮, 接着再点击窗口左侧的元器件选择区的 Pick Divices.按钮，弹出如图 1 所示的 Pick Devices 窗口，再在 Categ 栏里点击 Microproces
11、sorICs 项后，在Results 栏里会出现各种类型的 CPU 器件，找到 AT89C51 后双击，AT89C51 就被添加到当前窗口左侧的元器件列表区了。用同样的方法依次把 DS130、MAX7219、数码管、晶振以及多个电阻、电容也添加到器件列表区里。然后再依次点击列表区里的器件，单击左键把他们放到绘图区，右键选中元件，并编辑其属性，合理布局后，进行连线。连线时当鼠标的指针靠近一个对象的引脚时，跟着鼠标的指针 r ICs 就会出现一个“”提示符号，点击鼠标左键即可画线了，需要拐弯时点击一下即可，在终点再点击确认一下就画出了一段导线，所有导线画完后，点击工具栏的 Inter-sheeTe
12、rminal.按钮，添加上电源和接地符号，原理图的绘制就完成了。图 4 Proteus 中设计的电子时钟系统原理图第四章 系统软件设计4.1 软件的结构4.2 概述本系统的软件系统主要可分为主程序和定时器中断程序两大模块。在程序过程中，加入了抗干扰措施。下面对部分模块作介绍。4.2.1 主程序主程序的功能是完成系统的初始化，程序流程如图 4 所示。4.2.2 中断服务程序中断程序(如图 6 所示)完成时间计数，时间调整，误差消除等功能。中断采用 AT89C2051 内部 T0 中断实现，定时时间为125ms，当时间到达 125ms8,即 1 分钟时，分计数缓冲器MINBUFFER 增加 1，到达 1 小时，则时计数缓冲器 HOURBUFFER 增加1，并将分、时的
