《基于单片机的数字时钟设计毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的数字时钟设计毕业设计（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河北经贸大学毕业论文摘要单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上。 基于单片机设计的数字钟精确度较高， 因为在程序的执行过程中， 任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示，通过使用该单片机，加之在显示电路部分使用7407驱动电路，实现在6个LED数码管上显示日期、时间、定时、闹铃，通过6个按键实现设置日期、进行调时、设定闹铃、倒计时等功能，在实现各功能时
2、数码管进行相应显示，闹铃或定时时间到时蜂鸣器响，按下闹铃键或定时键时，声音停止。软件部分用汇编实现，分为显示、延迟、调时、闹铃、定时、调整日期等部分。通过软硬件结合达到最终目的。关键词 电子钟; 单片机; 动态扫描; 汇编语言AbstractBecause of its main microcontroller component integrated in a chip named, is the MCU, RAM and ROM, Interrupt system, timer/counter and I/O interface circuit and other parts in a s
3、ingle chip integrated.The digital clock based on single chip design more accurate, because in program execution process, any instructions are not affect the normal count, even timer program long also wont affect interrupt time.This design uses a 12 MHZ crystal to connect with the machine AT89C51, ta
4、kes AT89C51 chips as core. It adopts the dynamic state of the scanning method to show. Using this MCU and 7407 drive electric circuit, we are able to show date, time, fix the time, and make bell on 6 LED figures tubes. We can use 6 key to constitute date, adjust time, enact the bell and set the coun
5、tdown timer. When the electric carrying out each function, the figures tube shows the tight function .When the alarm clock and the countdown timer were reached, the voice begins. While 3 or 4 is pressed, the voice stops. The software part is realized by assembler language. It was divided into to sho
6、w, delay, adjust, make bell, in fixed time, and adjust date etc. part. We get the end purpose combining the software and the hardware.Keywords Electric clock; MCU; Dynamic state scanning ; Assembler language II目录1 绪论12 整体设计思路33 主要元件的使用方法53.1 AT89C51单片机53.2 7407驱动器63.3数码管74 电路设计84.1整体设计84.2 分块设计84.2.
7、1 输入部分94.2.2 输出部分94.2.3 晶振与复位电路105 程序设计115.1程序思路115.2程序设计步骤125.3程序的主要模块135.3.1延迟程序135.3.2 中断服务子程序135.3.3 主程序145.3.4显示程序155.3.5 闹铃程序和定时程序165.4程序调试166 功能仿真176.1软件介绍176.2仿真过程176.2.1仿真图的绘制176.2.2功能的实现187 实际电路的实现21248 日历功能的实现23结论25附录26参考文献37绪论单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O
8、接口电路等部件集成在一个芯片。 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机具有体积小、功能多、价格低廉、使用方便、系统设计灵活等优点。因此，它应用广泛前景美好，它的实用性大大地提高了我对毕业设计的兴趣。在我国，单片机的开发应用已有15年左右，已经形成一支庞大的技术开发队伍，为我国单片机应用积累了丰富的经验。随着电子技术、计算机芯片技术和微电子技术的飞速发展促进了单片机技术一日千里的变化。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
9、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
10、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。数字钟是采用数字电路实现对时，分，秒，数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应
11、用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。电子钟在工业控制和日常生活中是很重要的，它不仅可以用于计时、提醒又可用于对机器的控制，在自动化的过程中必然有电子钟的参与，因此电子钟的应用会越来越广泛。而且向着精确、低功耗、多功能发展。基于
12、单片机设计的数字钟精确度较高， 因为在程序的执行过程中， 任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。从而，使数字钟的精度仅仅取决于单片机的产生机器周期电路和定时器硬件电路的精确度。另外，程序较为简洁，具有可靠性和较好的可读性。如果我们想将它应用于实时控制之中，只要对上述程序和硬件电路稍加修改，便可以得到实时控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。数字电子钟的设计方法有多种，例如，可用中小规模集成电路组成电子钟， 也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有特点， 其中，利用单片机实现的电子钟
13、具有编程灵活， 便于功能扩充， 精确度高等特点。基于以上分析，在此次设计中，我选择的是利用单片机制作电子钟。电子钟的设计本身包括程序的设计和硬件电路的设计。我的思路是，先进行电路的整体设计，再根据电路进行编程，在编程的过程中，对电路进行微调，以更好地配合程序。在设计完成后，进行程序调试，利用Proteus软件进行仿真，仿真中的错误通过改正程序中的逻辑错误和电路中的设计不当进行排除，这个过程是很艰难的但也是很重要的。若仿真可以实现，则硬件电路的实现就可以有条不紊地进行。2 整体设计思路这部分主要介绍工作安排和整体设计的思想。工作过程规划如下：熟悉硬件 了解各引脚功能分块设计各部分电路将分块的电路
14、组合认真学习单片机汇编语言完成整体电路图确定变成结构和思路综合各程序完成整体程序编辑各个程序模块用Proteus画出电路图调试程序，进行修改对仿真中出现的问题进行改正画出仿真图进行仿真准备器件、搭接电路仿真成功软硬件结合，完成任务书要求验证硬件电路成功进行扩展图2-1 整体设计思路针对要实现的功能，拟采用AT89C51单片机进行设计，AT89C51 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS- 51指令系统及89C51引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现
15、预期的功能。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、显示程序、闹钟显示程序、调时显示、定时程序。运用这种方法，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不匹配会出现意想不到的错误。3 主要元件的使用方法下面就本次设计中用到的主要元件的所有功能进行简单的介绍，包括AT89C51单片机、74LS07芯片、以及数码管的特性和用法。3.1 AT89C51单片机单片机的结构如下：图3-1 单片机引脚图在使用时VCC接电源电压，GND接地。P0，P1，P2，P3可作为输入或输出端口，RST是复位输入，接复位电路。XTAL1和XTAL2接时钟电路。这些可以在硬件设计部分体现出来。3.2 7407驱动器7407是集电极开路六正相高压驱动器，引脚1入2出，3进4出，5进6出，9进8出，11进10出，13进12出，7接地，14接高电平。如果不接上拉电阻，那个输出的驱动管是不工作的。所以上拉电阻的功能就
