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1、课题名称:基于单片机的电子钟的设计专业名称: 自动化 单片机技术课程设计任务书一、设计题目:基于单片机的电子钟的设计、基于单片机的频率计的设计二、适用班级:自本04010403三、指导教师:四、任务与要求:1、本课题任务如下:(1)、基于单片机的电子钟的设计设计一个具有特定功能的电子钟。该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”, 进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动/调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。(2)、基于单片机的频率计的设计设
2、计一个能够测量矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”, 进入测量准备状态。按频率测量键则测量频率;按周期测量键则测量周期;按脉宽测量键则测量脉宽;按占空比测量键则测量占空比。2、本课题可选择设计方案如下:(1)、基于单片机并行口的设计在AT89S52的P0口和P2口上外接LED数码管显示器,P0口作LED数码管显示器的段控口,P2口作LED数码管显示器的位控口,P1口外接四个按键A、B、C、D。(2)、基于单片机串行口的设计将AT89S52的串行口扩展成并行口,外接LED数码管显示器;P1口外接四个按键A、B、C、D。(3)、基于In
3、tel 8279的设计利用Intel 8279芯片为AT89S52扩展并行口,通过Intel 8279外接LED数码管显示器和四个按键A、B、C、D构成的键盘。(4)、基于Intel 8155的设计利用Intel 8155芯片为AT89S52扩展并行口,通过Intel 8155外接LED数码管显示器和四个按键A、B、C、D构成的键盘。(5)、基于Intel 8255的设计利用Intel 8255芯片为AT89S52扩展并行口,通过Intel 8255外接LED数码管显示器和四个按键A、B、C、D构成的键盘。3、本课题基本要求如下:(1)、基于单片机的电子钟的设计LED数码管显示器显示当前时间;
4、四个按键的功能:A键用于电子钟启动/调整;B键用于调时,范围0-23,0为24点,每按一次时加1;C键用于调分,范围0-59,0 为60分,每按一次分加1;D键用于调秒, 范围0-59,0为60秒,每按一次秒加1;(2)、基于单片机的频率计的设计LED数码管显示器显示被测信号的频率、周期、脉宽、占空比;四个按键的功能:A键用于测量频率;B键用于测量周期;C键用于测量脉宽;D键用于测量占空比;(3)、以上两个课题可以任选其一或全选,学生也可以自定课题;(4)、编程语言:汇编或C51;(5)、计算机打印单片机技术课程设计说明书一份;(6)、设计时间:二周;(7)、实物制作或Proteus仿真;(8
5、)、人员分组:一人一组或多人一组(不超4人)。五、单片机技术课程设计说明书正文主要内容参照“单片机技术课程设计说明书正文主要内容”文件。六、单片机技术课程设计说明书书写格式 参照“单片机技术课程设计说明书书写格式”文件。七、参考资料1、曹巧媛,单片机原理及应用M,北京:电子工业出版社,1997.7;2、赵秀珍,单永磊,单片微型计算机原理及其应用M,北京:中国水利水电出版社,2001.8;3、张毅刚,修林成,胡振江,MCS-51单片机应用设计M,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1990.8;4、张洪润,兰清华,单片机应用技术教程M,北京:清华大学出版社,1997.11;。5、李华,MCS-51系列
6、单片机实用接口技术M,北京:北京航空航天大学出版社,1993.8;6、陈景初,单片机应用系统设计与实践M,北京:北京航空航天大学出版社;7、马忠梅,单片机的C语言Windows环境编程宝典M, 北京:北京航空航天大学出版社,2003.6; 8、李光飞,单片机C程序设计指导M,北京:北京航空航天大学出版社,2003.01 ;9、李光飞,单片机课程设计实例指导M,北京:北京航空航天大学出版社,2004.9。 电气自动化教研室 2007年9月10日摘 要时钟,自从它发明的那天起,就成为人类的朋友,但随着时间的推移,科学技术的不断发展,人们对时间计量的精度要求越来越高,应用越来越广。怎样让时钟更好的为
7、人民服务,怎样让我们的老朋友焕发青春呢?这就要求人们不断设计出新型时钟。 数字电子钟的设计方法有多种,其中,利用单片机实现的电子钟具有编程灵活,便于电子钟功能的扩充,即可用该电子钟发出各种控制信号,精确度高等特点,同时可以用该电子钟发出各种控制信号。本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法,本设计由单片机AT89S52芯片和LED数码管为核心,辅以必要的电路,构成了一个单片机电子时钟。与传统机械表相比,它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时,显满刻度为“23时59分59秒”,另外具有校时功能等特点。该电子钟可以做到的功能:上电或按键复位后能自动显示系统提示符“
8、P.”进入时钟准备状态2.第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态。再次按电子钟启动/调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。通过设置的A、B、C、D四个键来调整运行,并且利用了8位LED显示时分秒。此电子钟严格按照要求设计,最终达到预期的效果,能够正确显示“P”点以及时分秒的计时,算是一次比较成功的设计了。关键词:电子钟,单片机,汇编目 录第1章 电子钟功能及总体方案的介绍11.1电子钟功能介绍11.1.1基本功能要求11.1.2扩展功能要求11.2总体方案介绍21.2.1计时方案21.2
9、.2键盘/显示方案2第2章 电子钟的工作原理32.1实现时钟计时的基本方法32.2电子钟的时间显示32.3电子钟的启、停及时间调整3第3章 电子钟原理图及元件清单43.1电子钟电路原理图43.2元件清单4第4章 软件系统设计54.1电子钟程序流程框图54.1.1主程序流程框图54.1.2键扫子程序流程框图64.1.3中断服务程序流程框图74.1.5显示子程序流程框图94.1.6加一子程序流程框图104.2电子钟总体程序清单11第5章 电子钟的使用说明及调试运行195.1使用说明书195.1.1操作说明195.2电子钟运行结果195.2.1待机195.2.2启动195.2.3运行20第6章 误差
10、分析21第7章 设计体会22教学建议23参考资料24附 录25致 谢26第1章电子钟功能及总体方案的介绍1.1电子钟功能介绍1.1.1基本功能要求 可调整运行的电子钟具有三种工作状态:“P.”状态、运行状态、调整状态。 (1)、“P.”状态,依靠上电或按复位键进入,在此状态下,按B、C、D键均无效,按A键有效,进入运行状态; (2)、运行状态,按奇数次A键进入,在此状态下,按B、C、D键均无效,只有按A键有效,按下A键后,退出运行状态,进入调整状态; (3)、调整状态,按偶数次A键进入,在此状态下,按A、B、C、D键均有效。如按下A键,则退出调整状态,进入运行状态;按下B、C、D键,则分别对时
11、、分、秒加1,调整结束后必须按A键,即可退出调整状态,进入运行状态。基本功能要求: “P.”稳定地显示在LED显示器的最左端数码管(LED5)上,无A键按下(在“P.”状态下,按下B、C、D键无效),则不进入电子钟的运行状态,继续显示“P.”。 按下A 键后,电子钟以起始时间:00时00分00秒开始运行。 再次按下A 键后,电子钟退出运行状态,进入调整状态,利用B、C、D键把电子钟的显示时间修改为当前实时时间,时间修改正确后可再次按下A键,电子钟则退出调整状态,进入运行状态。 注意:每次按下B、C、D键,只允许加一,不允许连加。1.1.2扩展功能要求 (1)、在调整状态下,按下B、C、D键,允
12、许连加,而A键无论在何种状态下,均不允许连击; (2)、时、分、秒的间隔符“。”以一定频率闪烁; (3)、时间显示以“灭零”方式进行; (4)、可调整运行的电子钟用两个按键(例如:A键、B键)来控制。1.2总体方案介绍1.2.1计时方案利用AT89S52单片机内部的定时/计数器进行中断定时,配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本,且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高,对单片机的指令系统能有更深入的了解,从而对学好单片机技术这门课程起到一定的作用。1.2.2键盘/显示方案AT89S52的P0口和P2口外接由六个LED数码管(LED5LED0)构成的显示器
13、,用P0口作LED的段码输出口,P2口作六个LED数码管的位控输出线,P1口外接四个按键A、B、C、D构成键盘电路。AT89S52 是一种低功耗,高性能的CMOS 8位微型计算机。它带有8K Flash 可编程和擦除的只读存储器(EPROM),该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造,与工业上标准的80C51和80C52的指令系统及引脚兼容,片内Flash 集成在一个芯片上,可用与解决复杂的问题,且成本较低。简易电子钟的功能不复杂,采用其现有的I/O便可完成,所以本书中采用此的设计方案,结构如图1-1如示。11 AT89S52电路显示方框图第2章电子钟的工作原理2.1实现时钟计时的基
14、本方法利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。(1) 计数初值计算:把定时器设为工作方式1,定时时间为50ms,则计数溢出20次即得时钟计时最小单位秒,而100次计数可用软件方法实现。假设使用T/C0,方式1,50ms定时,fosc=12MHz。则初值X满足(216-X)1/12MHz12s =50000sX=1553600111100101100003CB0H(2) 采用中断方式进行溢出次数累计,计满20次为秒计时(1秒);(3) 从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。2.2电子钟的时间显示电子钟的时钟时间在六位数码管上进行显示,因此,在内部RAM中设置显示缓冲区共8个单元。 LED8LED7LED6LED5LED4LED3LED2LED137H36H35H34H33H32H31H30H时十位时个位分隔分十位分个位分隔秒十位秒个位2.3电子钟的启、停及时间调整电子钟设置4个按键通过程序控制来完成电子钟的启、停及时间调整。A键控制电子钟的启、停;B键调整时;C键调整分;D键调整秒。第3章 电子钟原理图及元件清单3.1电子钟电路原理图电子