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1、 电气信息学院微机与单片机综合课程设计报告课题名称 电子时钟的设计 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 评 分 2016年12月19日至12月25日课程设计的任务要求一、 课程设计选题：从以下课题中任选一题进行，各课题具体要求详见“微机与单片机综合课程设计题目汇总”文档。并在课程设计报告的正文中详细说明。1. 彩灯控制器的设计2. 电子时钟的设计3. 现代交通灯的设计4. 多路抢答器的设计5. 波形发生器的设计6. 点阵广告牌的设计7. 篮球记分器的设计8. 数字式温度计的设计9. 步进电机的控制10. 电子音乐盒的设计11. 电风扇模拟控制系统设计12. 洗衣机人机界面的设计13. 秒表系
2、统的设计14. 多机串行通信的设计15. 电子密码锁的设计16. 4位数加法计算器的设计17. 数字频率计18. 数字电压表 二、选题说明：一人一题，一个教学班级同一题不能被选超过两次。鼓励同学们将各设计中的基本任务完成后，选做部分发挥项。题中带*和#符号的任务，属于发挥部分。三、设计时间及进度安排：第17周，12. 1912.25 12.19 题目分析，文献查阅 12.20 设计方案 12.2012.21 元器件选型，硬件电路设计 12.2212.24 软件设计，系统调试 12.25 课程设计说明书（报告）撰写四、设计作品提交：（1）课程设计说明书（纸质版，用于存档）；（2）课程设计说明书（
3、电子版），单片机源程序文件（电子版）；（3）Proteus仿真程序或实物。五、设计考核评定： 教师评分：80%，答辩成绩：20%II答辩记录1、例举设计过程中遇到的主要问题及其解决方法。（1）问题说明： 单片机复位按键按下后时钟没有回到00:00:00； 时钟到达闹钟设定值后二极管闪烁，但是蜂鸣器不发出声响。（2）解决方法： 检查复位电路，减小了复位电路中电阻的阻值，复位键正常工作； 检查了蜂鸣器电路，发现无误后用喇叭代替了蜂鸣器，喇叭正常发出声响。2、教师现场提的问题记录在此（不少于2个问题）。问题1：系统电路中的两个锁存器有什么用？答：当锁存器的LE端口为高电平时，锁存器的输出随输入的改变
4、而改变，当LE为低电平时，锁存器的输出不随输入的改变而改变，这样当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持。接在P0口的锁存器控制数码管的段选，接在P1口的锁存器控制数码管的位选。问题2：你设计的数码管采用什么扫描方式？答：因为使用锁存器做驱动电路，所以数码管是采用静态扫描方式。问题3：你设计的按键电路为什么不加上拉电阻？答：如果按键设置的是低电平有效，就要加上拉电阻，按键按下后输入低电平，按键恢复后有上拉电阻将输入拉高，高电平与电阻之间加电阻是为了保护电路。我设置的按键是高电平触发，单片机引脚默认输出的是高电平，所以不需要加上拉电阻。课程设计量化评分标准指标分值评分要点得分方案设计20
5、方案选择合理，分析、设计正确，原理清楚，电路、程序流程图清晰，结构合理，程序简洁、正确。设计报告20报告结构严谨，逻辑严密，论述层次清晰，语言流畅，表达准确，重点突出，报告完全符合规范化要求，用计算机打印成文。调试与结果20过程清晰，调试方案设计合理，测试点选择适当，程序编写正确，调试步骤清楚。电路及程序运行结果正确，达到预期效果。工作态度20工作量饱满程度，题目难度；工作态度，按时完成设计任务，是否独立完成等。答辩成绩20思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；分析归纳合理，结论严谨；回答问题有理论根据，基本概念清楚。总 评 成 绩指导老师评语：指导教师签字： 2016年 月 日摘 要
6、随着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。电子时钟是一种利用数字电路来显示日期、时、分、秒的计时装置，可以调整时间、设置闹钟，与传统的机械钟相比，直观性为其显著特点，且因非机械驱动，具有更长的使用寿命，相较石英钟的石英机芯驱动，更具准确性。本设计利用Proteus软件仿真，以单片机AT89C51芯片、LED数码管和74HC573锁存器为核心，辅以必要的电路，构成一个单片机电子时钟，系统利用功能强大的C语言开发，并在设计中使用了Keil开发平台。结果表明，该设计具有性价比高、操作简单、功能丰富等优点，基本完成了对电子时钟的各项要求。 关键词：电子时钟； 单片机； Proteus；
7、 KeilIAbstract With the continuous development of science and technology, people are increasingly demanding the accuracy of time measurement. The electronic clock is a clock digital circuit is used to display the date, time, minutes and seconds of the device, you can adjust the time and set the alar
8、m clock, compared with the traditional mechanical clocks, intuitive for its remarkable characteristics, and as a result of non mechanical driving, with a longer life, driving in the quartz clock quartz movement, more accuracy. This design using the Proteus software simulation based on AT89C51 chip,
9、LED digital tube and 74HC573 latch as the core, with the necessary circuit, constitute a single chip electronic clock, and the Keil development platform used in the design. The results show that the design has the advantages of high cost performance, simple operation, rich functions, etc., basically
10、 completed the requirements of the electronic clock.Keywords: Electronic clock ；Single-Chip-Microcomputer；Proteus; KeilII目 录1 设计任务12 设计方案22.1任务分析22.2方案设计23 系统硬件设计33.1时钟电路设计33.2复位电路设计33.3 数码管驱动电路43.4 闹钟提醒电路43.5 按键控制电路54 系统软件设计64.1 电子时钟的程序流程图64.2 中断定时程序75仿真与性能分析86设计小结11参考文献12附录1 系统原理图13附录2 程序清单141 设计任
11、务 利用单片机完成电子时钟的设计，将日期如图1.1和时间如图1.2在LED数码管进行显示，可以通过按键调节时间和日期.图1.1 日期显示图1.2 时间显示1. 基本要求（1） 通过编程实现时钟功能，用6个7段LED数码管作为显示设备。（2） 可以分别用按键设置时、分、秒，校准时间，秒计时到59后从00开始计数，分钟加1，分钟计时到59后从00开始计数，小时加1，小时计时到23后从00开始计数，日加1。（3） 可以实现日期和时间切换，用按键设置年、月、日。（4） 设置秒复位键，按下后，秒回到00。单片机复位键按下后，时钟时间为00:00:00。2. 选做（1） 使用LCD取代LED作为显示设备，
12、日期和时间可以共同显示。（2） 实现闹钟功能，进入闹钟设置功能后，设定你想要的时间，当时钟时间到达设定时间，会有声音和灯光提醒。2 设计方案2.1任务分析电子时钟就是通过编程用单片机来控制2个74HC573数据锁存器，数据锁存器将输出信号送到6个7段数码管显示器中，实现时间显示。用按键实现时间日期调整、闹钟设定，用蜂鸣器和二极管实现闹钟提醒功能。2.2方案设计1. 硬件方案根据设计的要求，系统的硬件原理框图如图2.1所示。按键电路LED显示AT89C51晶振电路闹钟电路复位电路图2.1 系统的硬件原理框图 单片机可选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH
13、 ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。2. 软件方案 根据设计要求，软件可由汇编语言完成，也可由C语言完成。软件设计可以分为以下几个功能模块： 主程序：初始化及键盘监控。 计时程序模块：为定时器的中断服务子程序，完成1秒的时间定时。 显示程序模块：完成6个7段LED数码管的显示驱动。键盘扫描程序模块：判断是否有键按下，并求取键号。闹钟程序模块：完成闹钟时间的设定。 13 系统硬件设计3.1时钟电路设计图3.1 单片机晶振电路 如图3.1所示，采用内部时钟产生方式，在XTAL1 和XTAL2 两端跨接晶体或陶瓷振荡器，与内部反相器构成稳定的自击震荡。其发出的时钟脉冲直接送入片内定时控制部件。3.2复位电路设计如图3.2所示，采用上电+按钮电平复位方式，当按下按钮时，RST 管脚高电平触发。为保证
