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1、辽东学院信息技术学院辽东学院信息技术学院单片机原理与接口技术单片机原理与接口技术课程设计报告课程设计报告简易数字钟设计简易数字钟设计学生姓名： 学 号： 0915110606 班 级： B1106 专 业： 电子信息工程 指导教师： 2014 年 07 月【摘要摘要】20 世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，
2、且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。单片机数字时钟是以单片机为核心，在它的基础上设计出来的数字时钟，本设计采用了 STC 公司生产的 AT80C51 型单片机设计了一个单片机最小系统，外接LED 显示电路，按键电路，晶振电路，复位电路模块构成了一个简易的数字钟，具有显示、时、分、秒的功能，且时、分、秒每一个参数都可以自行设置，以实现时间的校正，总体来说实现了一个数字时钟的应有功能。关键词：80C51 系列单片机、单片机最小系统、时钟定时器、4 位一体数码管显 示【Abstract】At the end of twentieth Century, electronic tec
3、hnology has obtained the rapid development, under its impetus, the modern electronic products into almost every field of the society, a strong impetus to the development of social productivity and the improvement of social information-based degree, simultaneously also makes the modern electronic pro
4、ducts to further improve the performance, product upgrading have become increasingly fast pace.SCM module is the most common digital clock, digital clock is a device for digital circuit technology, minutes, seconds, compared with the mechanical clock has a higher accuracy and intuitive, and no mecha
5、nical devices, has a longer service life, so it is widely used.Single chip digital clock is a single-chip microcomputer as the core, the digital clock design based on it, this design uses the AT80C51 microcontroller STC produced the design of a microcomputer system, connected with the LED display ci
6、rcuit, keyboard circuit, crystal circuit, reset circuit module consists of a simple digital clock, with a display, when, minutes and seconds, function, and when, minutes and seconds, all parameters can be set up, to correct the realization of time, generally realize the function of a digital clock.K
7、eywordsKeywords：80C51 Series MCU, MCU minimum system, clock timer, one of 4 digital tube displayI目录目录绪论.1一 系统工作原理.21.1功能说明.21.2基本原理.2二 硬件设计.32.1 单片机32.2 复位电路32.3 晶振电路42.4 键盘调整单元42.5 数码管与三极管显示52.6 二极管显示6三 软件设计.83.1 系统主程序83.2 中断程序93.3 显示函数流程图.103.4 键盘扫描程序.103.5 时钟实现的基本方法.12四 调试.12五 结论.14参考文献.15附录 A 源程
8、序16附录 B 系统原理图22辽东学院信息技术学院单片机原理与接口技术课程设计报告1绪论绪论 随着嵌入式技术的发展，嵌入式系统应用愈来愈广泛，单片机作为当前嵌入式系统的核心部分之一，具有体积小，速度快，功耗低，价格低廉等特点。在工业、教育、日用生活等诸多领域得到了广泛的应用，例如，在冰箱、微波炉、洗衣机等家用电器中使用单片机控制系统，可以使它们更加智能的工作，电话，传真，打印机中可使用单片机系统控制拨号，打印，单片机还可以在工业控制和机电一体化系统中作为核心控制部件，市场上微型处理器的品种愈来愈多功能也愈来愈强，但是 MCS-51 以其强大的功能和很高的性价比再加之使用简单，被绝大多数电子工程
9、师所青睐，因此 MCS-51 单片机在非高端嵌入式开发领域占有绝大部分市场。辽东学院信息技术学院单片机原理与接口技术课程设计报告2一一 系统工作原理系统工作原理1.1功能说明功能说明全面了解掌握 MCS-51 的基本知识，由于该系列单片机具有体积小、功耗低、价格便宜、易于产品化等特点，可以更加方便的实现以下特点：1、 准确及时，以数字形式显示时、分的时间；2、 小时的计时为 24 小时制，分和秒的计时要求为 60 进位；3、 四位数码管，显示时、分，按键“功能键”依次选择调整“时” 、 “分” ， 按键的“加键”依次加 1，按键“减键”依次减 1；4、 晶振电路起到减小误差，提高精确度的作用；
10、5、 该系统中的秒由发光二极管代替，每闪烁 1 次则为 1 秒。1.2基本原理基本原理该系统主要由复位电路、晶振电路、按键电路，数码管显示电路和STC80C51 单片机组成。该数字时钟设计采用单片机内部的定时器来定时， ，然后通过软件编程来实现时钟的显示，这种设计方案的优点是外围器件少，电路简单清晰，电路焊接容易，出问题的故障几率小。系统结构图如图 1 所示。图 1按键开关晶振电路复位电路80C51控制器四位数码管显示辽东学院信息技术学院单片机原理与接口技术课程设计报告3二二 硬件设计硬件设计2.1 单片机单片机STC80C51 系列单片机采用了 CMOS 技术制造，较之 AT89c51 系列
11、单片机，集成度高、速度快、功耗低。主要由 9 个部件组成，分别是：1 个 8 位中央处理器；4KBFlash 存储器；128B 的数据存储器；32 条 I/O 口线；2 个定时器/计数器；1 个具有 5 个中断源、2 个优先级的中断嵌套结构；全双工 UART 的串行口；特殊功能寄存器；1 个片内振荡器和时钟电路。如图 2 所示。s图 2 STC80C51 单片机2.2 复位电路复位电路STC80C51 的复位端高电平有效。RST 端若由低电平上升到高电平并持续 2 个周期，系统将实现一次复位操作。在复位电路中，下拉电阻具有拉低电平作用，辽东学院信息技术学院单片机原理与接口技术课程设计报告4按一
12、下复位开关就使在 RST 端出现一段时间的高电平。复位电路如图 3 所示。图 3 复位电路2.3 晶振电路晶振电路外接 12MHZ 晶振和两个 30pF 电容组成系统的内部时钟电路。将外部已有信号引入单片机内，这种方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号保持同步。晶振电路如图 4 所示。图 4 晶振电路2.4 键盘调整单元键盘调整单元当要对时钟进行调时时，就要用到键盘进行时间修改。由于调节信息不多，故采用 3 个独立键盘即可，分别实现功能、增大、减小等作用。将所有扫描线置辽东学院信息技术学院单片机原理与接口技术课程设计报告5成低电平，检查输入线是否为低电平，若无低电平则不是按键操作，延时一段时间，
13、再次将所有扫描线置成低电平，检查输入线是否为低电平，如果有低电平则是按键操作，若无低电平则不是按键操作，返回，即完成按键扫描。键盘原理图如图 5 所示图 5 键盘原理图S2：接 P1.0 口，具有切换功能，可以切换到时、分，从而实现对时、分的调整，再次按下功能键 S2 则返回，继续计时。S3：接 P1.1 口，实现时和分的增大S4：接 P1.2 口， 实现时和分的减小2.5 数码管与三极管显示数码管与三极管显示显示单元由 4 个 8 段共阳数码管组成，数码管位选端分别接 P2.0、P2.1、P2.2和 P2.3 用于显示小时和分钟； 而秒则以发光二极管闪烁来计时。按照工作方式, 数码管显示可以
14、分为静态显示和动态扫描。所谓静态显示, 就是每一个数码管的段码都要独占具有锁存功能的输出口, CPU 把要显示的字码送到输出口上,就可以使数码管显示对应的字符, 直到下一次送出另外一个字码之前, 显示的内容一直不会消失；动态扫描是把所有显示器的 8 个段码中的 A-dp 的各个相同段连接在一起, 接到一个公共的输出口上,而数码管的位端分别接在另外的输出口上,通过这两个输出口的两组信号相互作用来产生显示效果。即让各位数码管按照一定顺序轮流显示, 只要扫描频率足够高, 由于人眼的“ 视觉暂留”现象,就能连续稳定的显示动态扫描其特点在于能显著降低显示部分成本,大大减少显示接口的连线结构。该系统采用动
15、态扫描显示。辽东学院信息技术学院单片机原理与接口技术课程设计报告6三极管放大电路中发射极正向偏置，集电极反向偏置是使三极管工作的必要条件，当 PNP 管的 VC#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit key1=P10; /功能键sbit key2=P11; /加键sbit key3=P12; /减键sbit MZ=P17; /秒钟显示uchar code seg=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/共阳数码管段码uchar count=0,sum=0,M_flag,S_flag;char miao,fen,shi;int i=500;/*延时函数（1us）*/void delay(uint z)uint i,j;for(i=z;i0;i-)for(j=110;j0;j-);/*显示函数*/void display()if(M_flag=1)P0=segfen%10;P2=0xfe;delay(1);P2=0x00;/数码管消隐辽东学院信息技术学院单片机原理与接口技术课程设计报告17P0=segfen/10;P2=0xfd;delay(1);P2=0x00; if(S_flag=1) P0=segshi%10P2=0xfb;del
