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数字电子钟设计3546263878单片机技术课程设计说明书数字电子钟系、部：电气与信息工程系学生姓名：指导教师：王韧职称副教授专业：电子信息工程班级：电子0902完成时间：20111225电子钟在生活中应用非常广泛，而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。因此设计一个简易数字电子钟很有必要。本电子钟使用ATMEL公司的AT89S52单片机为核心，使用12MHZ晶振与单片机AT89S52相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期，同时8位7段LED数码管（两个四位一体数码管）显示小时、分钟与秒的要求,并在计时过程中具有定时功能，当时间到达提早定好的时间进行蜂鸣报时。该电子钟设有四个按键SI、S2、S3与S4键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。具有的时候间显示、整点报时、校正等功能。走时准确、显示直观、运行稳固等优点。具有极高的推广应用价值。关键词：电子钟；AT89S52；硬件设计；软件设计ABSTRACTClockiswidelyusedinlife,andasimpledigitalclockismorewelcomedbypeople.Sotodesignasimpledigitalelectronicclockisnecessary.ThesystemuseasinglechipAT89S52ofATMEL,sasitscoretocontrolThecrystaloscillatorclock,usingofE-12MHzisconnectedwiththemicrocontrollerAT89S52,throughthesoftwareprogrammingmethodtoachievea24-hourcycle,andeight7-segmentLEDdigitaltube(twofourinonedigitaltube)displayshours,minutesandsecondsrequirements,andinthetimecourseofatimingfunction,whenthetimearrivedaheadofscheduledtimetobuzzagoodtimekeeping.TheclockhasfourbuttonsS1,S2,S3andS4key,andmaketheappropriateactioncanbeachievedwhentheschool,timing,reset.Withatimedisplay,alarmclocksettings,timerfunction,correctiveaction.Accuratetraveltime,displayandintuitive,precision,stability,andsoon.Withahighapplicationvalue.Keywordselectronicclock；AT89S52；hardwaredesign；softwaredesign1设计课题任务、功能要求说明及方案介绍11.1 设计课题任务11.2 功能要求说明11.3 设计课题总体方案介绍及工作原理说明12设计课题硬件系统的设计22.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍22.2 设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图22.3 设计课题元器件清单23设计课题软件系统的设计33.1设计课题使用单片机资源的情况33.2设计课题软件系统个模块功能简要介绍33.3设计课题软件系统程序流程框图33.4木王/Hl74设计结论、仿真结果、误差分析、教学建议174.1设计课题的设计结论及使用说明174.2设计课题的仿真结果174.3设计课题的误差分析184.4设计体会184.5教学建议18结束语19参考文献20致谢21附录A电路原理图22附录B兀器件布局图23附录CPCB顶层布线图24附录DPCB底层布线图25附录E元器件清单261设计课题任务、功能要求说明及方案介绍1.1 设计课题任务设计一个具有特定功能的电子钟。具有的时候间显示、报时等功能。并有的时候间设定，时间调整功能。1.2 功能要求说明设计一个具有特定功能的电子钟。该电子钟上电或者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。时O分O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，如今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。1.3 设计课题总体方案介绍及工作原理说明本电子钟要紧由单片机、4*1独立键盘、显示接口电路与复位电路构成，设计课题的总体方案如图1所示：犍盘复位电路晶振电路LED摩刘思舟1.1 体设计方案图本电子钟的所有的软件、参数均存放在AT89S52的FlashROM与内部RAM中，减少了芯片的使用数量简化了整体电路也降低了整机的工作电流。键盘使用动态扫描方式。利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成数字钟效果，再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据，同时通过端口读入当前外部操纵状态来改变程序的不一致状态，实现不一致功能。2设计课题硬件系统的设计1.2 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍本设计的硬件系统要紧使用下列基本模块来实现，单片机最小系统模块，输入模块、输出模块、电源模块。(1)单片机最小系统模块：包含低功耗、高性能CMOS8位微操纵器AT89S52；复位电路；晶振电路。本本模块AT89S52系统操纵核心，单片机系统复位由复位电路完成，单片机内部有一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1,其输出端位位引脚XTAL2o通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器与两只电容。这样就构成一个稳固的自激振荡器。(2)输入模块：本模块共用到了5个按键，1个电源开关，1个复位键，单片机运行期间，利用按键完成复位操作。3个按键独立式键盘，Sl键操纵电子钟的启动调整状态，S2键为加1键，S3键为减1键。且Sl、S2、S3任一键都独自连一个I/O(PI.0、PLl、P1.2)口线，说明它们能够独立实现相应的电子钟功能。(3)输出模块：本次设计显示为8位，使用两个四位一体数码管(共阳极)作为显示窗口，既能够节约成本又能简化电路。数码管用8个PNP三极管驱动。(4)电源模块：现在市面上销售的编程器有很多都是由PC机的USB口直接供电为了降低本设计的成本及节约设计时间，没有另外设计编程器，而直接购买了市场上的USB供电及下载器。1.3 设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图电路原理图见附录A,元器件布局图见附录B,PCB顶层布线图见附录C,PCB顶层布线图见附录D。1.4 设计课题元器件清单设计课题元器件清单见附录Eo3设计课题软件系统的设计3.1设计课题使用单片机资源的情况设计课题使用单片机资源的情况如下：PO口输出数码管段选信号，P3口输出数码管位选信号；晶振12MHz；调整选择键SET_KEY：Pl.0；通过选择键选择调整位，选中位闪烁；增加键ADD_KEY：Pl.1；按一次使选中位加1;减少键DECj（EY：Pl.2；按一次使选中位减1;P2.1为蜂鸣器发声报时；50H-5FH；16个寄存器单元作为显示单元；50H用于操纵秒基准时钟源的产生；51H清零秒寄存器；52H清零分寄存器；53H清零时寄存器；5FH用于秒个位；5EH用于秒十位；5DH用于分个位；5CH用于分十位；5BH用于时个位；5AH用于时十位；54H用于操纵调时闪烁；堆栈栈底：70Ho3.2设计课题软件系统个模块功能简要介绍本设计的软件系统要紧使用下列基本模块来实现，主程序、中断服务程序、键盘输入程序模块、数码管及其驱动模块与延时模块。（1）主程序：要紧是用于对输入信号的处理、输出信号的操纵与对各个功能程序模块的运用及其操纵。（2）中断服务程序：要紧是用于电子钟的准确运行、数据输入过程中的闪烁。（3）键盘输入程序模块：要紧是用于确定按键并得到特定的键码值。（4）数码管及其驱动模块：要紧是用于驱动数码管及利用数码管显示时间。（5）延时模块：程序中有两种延时子程序，一种是短延时用于判键按下等，一种是长延时。3.3设计课题软件系统程序流程框图系统软件使用汇编语言按模块化方式进行设计,然后通过Keil软件开发平台将程序转变成十六进制程序语言，接着使用PrOteoUS进行仿真，读出显示数据。主程序流程框图如2所示；加1子程序如3所示；中断服务程序程序如4所示；键盘扫描子程序框图如5所示；显示子程序框图如6所示；图2主程序流程框图图4中断子程序流程框图图5键盘扫描子程序流程框图3.4程序清单;程序入口ORG0000H；程序入口地址LJMPSTARTORGOOOBH；定时器0中断入口地址LJMPTIMETOORG1000H显P.程序功能:能够在8个数码闪烁移位进行屏保START:MOVR6,#2；闪烁次数MOVA,#OFEH；位选TT:MOVP2,AMOVPO,#0CH;段码P.LCALLDELAYMOVP2,#0FFHDJNZR6,TTLCALLDELAYLCALLDELAYlRRJBPl.0,TT;键是否按下，没按下则转移LCALLDELAY;延时去抖JNBPl.0,KAI;再次推断键是否按下KAI:SETBPl.OCLR;状态恢复MOVPO,#0FFHLCALLDELAYlSETB48H;用于调时闪烁标志SETB47H;用于产生脉冲用于调时快进的脉冲MOVRl,no;键功能标志：0计时、1调时、2调分、3调秒MOVMOVR0,R6,#50H#10H；初始化CLERJCQ:MOVR0,#00H；清寄存器INCRODJNZR6,CLERJCQMOVIP,#02HSETBEASETBETOMOVTMOD,#01H；设定定时器0工作方式1MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0H；赋定时初值，定时50msSETBTRO；启动定时器0MOVSP,#70H；堆栈f;主程序9MAIN:LCALLDlSPLAYLCALLKEY_SCANJZMAINLCALLSET.KEYJB46H,MAIN；假如已进行调时快进，则不再执行下面的调整LCALLADDKEY；调用增加键处理子程序，加一LCALLDECKEY；调用减少键处理子程序，减一LJMPMAIN；重新循环f;显示处理