1、學號成績沈陽城市建設學院基于 51 單片機的電子時鐘系統設計課程名稱單片機原理及應用專業班級16-1班姓名2017年12月18日目錄一、方案設計41.1 、單片機的選擇方案41.2 、數碼管的選擇方案41.3 、上拉電阻的選擇方案41.4 、總體設計框圖4二、程序6三、硬件模塊程序設計63.1 、單片機最小系統63.2 數碼管顯示模塊6四、軟件模塊設計7五、系統硬件電路的設計7六、課程設計總結8七、參考資料9摘 要數字鐘已成為人們日常生活中不可少的必需品，給人們的生活，學習，工作帶來極大的方便。 本文介紹的數字鐘是一種利用數字電路來顯示時、分、秒的裝置，與傳統的機械鐘相比，它具有走時準確，性能

2、穩定，顯示直觀，無機械傳動裝置等特點。數字電子鐘由秒信號發生器、 “時、分、秒”計數器、譯碼器及顯示器、校時電路等組成。 秒信號產生器是整個系統的時基信號，它直接決定計時系統的精度，將標準秒脈沖信號送入“秒計數器” ，該計數器采用 60 進制計數器，每累計 60 秒發出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數器”的時鐘脈沖。 “分計數器”也采用 60 進制計數器，每累計 60 分，發出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數器”?！皶r計數器”采用 24 進制計數器，可以實現一天 24h 的累計。電路是來對“時、分、秒”顯示數字進行校對調整。關鍵詞：計數器；單片機；數碼管；上拉電阻一、方案設計

3、1.1、單片機的選擇方案1.2、數碼管的選擇方案1.3、上拉電阻的選擇方案1.4、總體設計框圖1.1、AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產的低電壓，高性能 CMOS8位單片機，片內含 4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器 （PEROM）和 128 bytes的隨機存取數據存儲器 （RAM ），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準 MCS-51 指令系統，片內置通用 8 位中央處理器（CPU）和 Flash存儲單元，功能強大 AT89C51單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。如圖 1.1.1:圖 1.1.11.2 、共陰

4、極數碼管是一類數字形式的顯示屏，通過對其不同的管腳輸入相對的電流， 會使其發亮， 從而顯示出數字能夠顯示時間、日期、溫度等所有可用數字表示的參數。由于它的價格便宜、使用簡單、在電器，特別是家電領域應用極為廣泛，空調、熱水器、冰箱等等。絕大多數熱水器用的都是數碼管， 其他家電也用液晶屏與熒光屏。如圖 1.2.1:圖 1.2.11.3 、上拉電阻（排阻，上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平，電阻同時起限流作用。上拉是對器件注入電流，下拉是輸出電流；弱強只是上拉電阻的阻值不同，沒有什么嚴格區分；對于非集電極（或漏極）開路輸出型電路（如普通門電路）提升電流和電壓的能力是有限的， 上拉電阻的功

5、能主要是為集電極開路 輸出型電路輸出電流通道。 所以根據本次課設設計選擇上拉電阻。如圖 1.3.1 ：圖 1.3.1二、程序見附頁 1三、硬件模塊程序設計3.1、單片機最小系統51 單片機最小系統復位電路的極性電容 C1 的大小直接影響單片機的復位時間， 一般采用 1030uF，51 單片機最小系統容值越大需要的復位時間越短。 51 單片機最小系統起振電容 C2、 C3 一般采用1533pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機越近越好， P0 口為開漏輸出，作為輸出口時需加上拉電阻，阻值一般為 10k。其他接口內部有上拉電阻，作為輸出口時不需外加上拉電阻。3.2 數碼管顯示模塊1.3、6 位

6、共陰數碼管顯示所示四、軟件模塊設計本次設計使用的軟件是Keil 軟件，它能夠使用簡單易懂的高級C語言對單片機進行軟件開發，還是C52 系列兼容單片機語言軟件開發系統。五、系統硬件電路的設計系統的硬件主要包括單片機芯片，數碼管顯示，按鍵開關電路，它的硬件電路如下圖所示，單片機采用廣泛使用的AT89C51，系統采用 12MHz的晶振，采用 6 位共陰數碼管顯示。操作方法：對照原理圖，按下SW2 按鍵第一次設置小時數據，SW3 按鍵加， SW4 按鍵減，按下 SW2 按鍵第二次設置分鐘， SW3 按鍵加， SW4 按鍵減， SW2 按鍵第三次設置秒， SW3 按鍵加， SW4 按鍵減， SW2 第四

7、次退出設置。單獨的一個按鍵 SW1 是復位按鍵硬件電路圖如圖所示圖 5.1圖 5.1六、課程設計總結經過一周的時間以及對整本教材的知識總結， 把課程設計分成了硬件和軟件兩大模塊。 總的來說，硬件部分很好入手， 電路也教簡單，主要涉及的是簡單的按鍵、 電容、電阻、晶振和數碼管。 在軟件部分，細分為了按鍵模塊、顯示模塊、定時 /計數模塊，最后把幾個模塊整合在主程序模塊中， 使得程序簡單明了。 整個設計過程中遇到的最大問題是軟件的編寫， 由于采用的是匯編語言， 其間使用到的各種寄存器、存儲器地址、變量很多，很難對程序的整體把握。通過電子鐘的設計，對單片機的原理、結構、外圍電路進一步的了解。在整個設計

8、過程中學到了團體精神和獨立解決問題的重要性。 為以后的求職之路打下了基礎。七、參考資料1 單片機原理與應用 謝維成 楊加國 編著2 單片機應用與仿真調試 嚴天峰編著3 模擬電子技術 （第三版） 胡宴如 耿蘇燕編著4 數字電子技術 （第三版） 楊志忠 衛樺林編著附頁1#include /頭文件定義單片機內部寄存器#define uchar unsigned char /宏定義縮寫成uchar#define uint unsigned int/宏定義縮寫成uint/ 數碼管位端口定義sbit w1=P22;sbit w2=P23;sbit w3=P24;sbit w4=P25;sbit w5=P2

9、6;sbit w6=P27;/按鍵 /sbit key1=P35;/設置時間sbit key2=P36;/加sbit key3=P37;/減/ 共陰數碼管段信號編碼 /uchar code table10=/0-9 0xFC,0x60,0xDA,0xF2,0x66, 0xB6,0xBE,0xE0,0xFE,0xF6;/uchar num,miao,fen,shi;/計時時分秒變量uchar fen1,shi1;/鬧鐘變量uchar d1,d2,d3,d4,d5,d6;/顯示拆分數據voiddelay(uintms)/1ms延時函數數據保持用的 括號里面是幾大概就延時多少msuchar x;fo

10、r(ms;ms0;ms-)for(x=110;x0;x-);void display()/顯示函數d1=shi/10;/小時d2=shi%10;/d3=fen/10;/d4=fen%10;/ 分鐘d5=miao/10;/d6=miao%10;/ 秒w1=0;P0=tabled1;delay(10);/第 1 位顯示數據P0=0x00;w1=1;/ 關閉顯示消除動態掃描陰影w2=0;P0=tabled2|0x01;delay(10);/第 2位顯示數據P0=0x00;w2=1;/ 關閉顯示消除動態掃描陰影w3=0;P0=tabled3;delay(10);/第 3 位顯示數據P0=0x00;w3

11、=1;/ 關閉顯示消除動態掃描陰影w4=0;P0=tabled4|0x01;delay(10);/第 4位顯示數據P0=0x00;w4=1;/ 關閉顯示消除動態掃描陰影w5=0;P0=tabled5;delay(10);/第 5 位顯示數據P0=0x00;w5=1;/ 關閉顯示消除動態掃描陰影w6=0;P0=tabled6;delay(10);/第 6 位顯示數據P0=0x00;w6=1;/ 關閉顯示消除動態掃描陰影void keyscan()/調時按鍵掃描函數uchar k_flag;if(key1=0)/按鍵按下一下所有按鍵執行的模式都是一樣的delay(10);/延時消除按鍵抖動if(k

12、ey1=0)/確定按鍵按下k_flag=1;while(key1=0);/等待按鍵松手while(k_flag=1)/開始調整小時數據display();if(key1=0)delay(10);/延時消抖if(key1=0)k_flag=2;while(key1=0);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)shi+;if(shi=24)shi=0;while(key2=0);if(key3=0)delay(10);if(key3=0)if(shi=0)shi=24;shi-;while(key3=0);while(k_flag=2)/開始調整分鐘數據display();i

13、f(key1=0)delay(10);/延時消抖if(key1=0)k_flag=3;while(key1=0);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)fen+;if(fen=60)fen=0;while(key2=0);if(key3=0)delay(10);if(key3=0)if(fen=0)fen=60;fen-;while(key3=0);while(k_flag=3)/開始調整秒數據display();if(key1=0)delay(10);/延時消抖if(key1=0)k_flag=0;while(key1=0);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)miao+;if(miao=60)miao=0;while(key2=0);if(key3=0)delay(10);if(key3=0)if(miao=0)miao=60;miao-;while(key3=0);void main()TMOD=0x01;/定時器 0 16 位計時模式TH0=(65536-50000)/256; /50ms定時TL0=(65536-50000)%256; /50ms定時EA=1;/ 開啟總中斷ET0=1;/ 開啟定時器中斷TR0=1;/ 開啟定時器while(1)