2022年秦娇单片机电子钟设计方案 .pdf

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1、个人资料整理仅限学习使用基于单片机的电子时钟设计专业： 11 级电子信息工程 1）班姓名：秦娇娇指导教师：高大容 黑体，小四号）摘要20 世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。

2、而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。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。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz 的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。关键字： 数字电子钟单片机精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1

3、页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用ABSTRACTThe late 20th century, electronic technology has been rapid development in its promotion, penetration of modern electronic products will almost Fields, a strong impetus to the development of social productive forces and social improvement in the level of information, whil

4、e also further improve the performance of modern electronic products, replacement products have become increasingly fast pace. Growing emphasis on modern life from the time the concept of time and money can be said to draw the equal sign. For those who are very strict and accurate grasp of time and

5、things, time will not exactly bring a very big trouble, so as to control the display of digital clock than the clock pointer showed a big advantage. Digital display of time reading simple and fast, accurate display of time to seconds. The mechanical oscillator depends on the crystal may lead to erro

6、rs. Digital Clock is a digital circuit implementation of the when, sub, seconds The figures show the timing device. Digital clock precision, stability, far more than the old mechanical clock. In this design, we use LED digital display hours, minutes, seconds, to 24-hour time mode, according to digit

7、al control theory to dynamic display to display, use the 12MHz crystal oscillation pulse, the timer count. In this design, the circuit has a display time of the this function, you can also realize the time adjustment. Digital clock is its compact, low cost, travel time and high precision, easy to us

8、e, features and more, easy integration and loved by the general consumer, so widely used. Key Words：digital electronic clock SCM精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用目录第一章绪论1.1 数字电子钟的背景1 1.2 数字电子钟的意义11.3 数字电子钟的应用1第二章整体设计方案2.1 单片机的选择2 2.2 单片机的基本结构4 第三章数字钟的硬件设计3.1 最小系统设计

9、6 3.2 LED 显示电路9 第四章数字钟的软件设计4.1 系统软件设计流程图11 4.2 数字电子钟的原理图15 第五章系统仿真5.1 PROTUES 软件介绍16 5.2 电子钟系统 PROTUES仿真 16 第六章调试与功能说明6.1 硬盘调试166.2 系统性能测试与功能说明17 6.3 系统时钟误差分析17 6.4 软件调试问题及解决17 结束语.17 参考文献18 致谢.18精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用第一章绪论1.1 数字电子钟的背景20 世纪末，电子技术获得了飞速的发

10、展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前

11、必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。1.2数字电子钟的意义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 , 广泛用于个人家庭 , 车站, 码头办公室等公共场所 , 成为人们日常生活中不可少的必需品, 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

12、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原先的报时功能。诸如定时自动报警、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。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。1.3 数字电子钟的应用数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动

13、报时及自动控制等各个领域。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用第二章整体设计方案2.1 单片机的选择单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和 I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机经过 1、2、3、3 代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价

14、格、大存储容量、强I/O 功能及较好的结构兼容性方向发展。其发展趋势不外乎以下几个方面：1、多功能单片机中尽可能地把所需要的存储器和I/O 口都集成在一块芯片上，使得单片机可以实现更多的功能。比如 A/D、PWM、PCA 可编程计数器阵列）、 WDT 监视定时器 - 看家狗）、高速I/O 口及计数器的捕获 / 比较逻辑等。有的单片机针对某一个应用领域，集成了相关的控制设备，以减少应用系统的芯片数量。例如，有的芯片以 51 内核为核心，集成了USB控制器、 SMART CARD接口、 MP3解码器、 CAN或者 I*I*C总线控制器等， LED 、LCD或 VFD显示驱动器也开始集成在8 位单片

15、机中。2、高效率和高性能为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用RISC 、流水线和DSP的设计技术，使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单片机运行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内ROMFLASH）和 RAM 的容量都突破了以往的数量和限制。由于系统资源和系统复杂程度的增加，开始使用高级语言如 C语言）来开发单片机的程序。使用高级语言可以降低开发难度，缩短开发周期，增强软件的可读性和可移植性，便于改进和扩充功能。3、低电压和低功耗单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要。由于CMOS 等工艺的大量采用，很多单片机

16、可以在更低的电压下工作1.2V 或 0.9V），功耗已经降低到uA级。这些特性使得单片机系统可以在更小电源的支持下工作更长的时间。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用4、低价格单片机应用面广，使用数量大，带来的直接好处就是成本的降低。目前世界各大公司为了提高竞争力，在提高单片机性能的同时，十分注意降低其产品的价格。下面大致介绍一下单片机的主要应用领域和特点。1）家用电器领域用单片机控制系统取代传统的模拟和数字控制电路，使家用电器如洗衣机、空调、冰箱、微波炉、和电视机等）功能更完善，更加智能化和

17、易于使用。2）办公自动化领域单片机作为嵌入式系统广泛应用于现代办公设备，如计算机的键盘、磁盘驱动、打印机、复印机、电话机和传真机等。3）商业应用领域商业应用系统部分与家用和办公应用系统相似，但更加注重设备的稳定性、可靠性和安全性。商用系统中广泛使用的电子计量仪器、收款机、条形码阅读器、安全监测系统、空气调节系统和冷冻保鲜系统等，都采用了单片机构成的专用系统。与通用计算机相比，这些系统由于比较封闭，可以更有效地防止病毒和电磁干扰等，可靠性更高。4）工业自动化在工业控制和机电一体化控制系统中，除了采用工控计算机外，很多都是以单片机为核心的单片机和多机系统。5）智能仪表与集成智能传感器目前在各种电气

18、测量仪表中普遍采用了单片机应用系统来代替传统的测量系统，使得测量系统具有存储、数据处理、查询及联网等智能功能。将单片机和传感器相结合，可以构成新一代的智能传感器。它将传感器变换后的物理量作进一步的变化和处理，使其成为数字信号，可以远距离传输并与计算机接口。6）现代交通与航空航天领域通常应用于电子综合显示系统、动力监控系统、自动驾驶系统、通信系统以及运行监视系统等。这些领域对体积、功耗、稳定性和实时性的要求往往比商用系统还要高，因此采用单片机系统更加重要。目前，我国生产很多型号的单片机，在此，我们采用型号为STC89C51的单片机。因为：STC89C51 是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机

19、，片内含4k bytes的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器 RAM ），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-52指令系统，片内置通用8 位中央处理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用器和 Flash 存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性 价 比的 解 决 方案 。STC89C51是一个低功耗高性能单片机，40 个引脚， 32 个外部双向输入 / 输出、程序状态字PSW 、地址指示器DP

20、TR 、只读存储器ROM 、随机存取存储器RAM 、寄存器、并行I/O接口P0P3 、定时器 / 计数器、串行I/O 接口以及定时控制逻辑电路等。这些部件通过内部总线联接起来，构成一个完整的微型计算机。其管脚图如图所示。STC89C51单片机管脚结构图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用VCC ：电源。GND ：接地。P0口：P0口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL门电流。当 P1口的管脚第一次写 1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为

21、数据/ 地址的第八位。在FIASH编程时， P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时， P0输出原码，此时 P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8 位双向 I/O 口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。 P1口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时， P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口，P2口缓冲器可接收，输出4 个 TTL门电流，当 P2口被写“ 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时， P

22、2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时， P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出 4 个 TTL门电流。当P3 口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平， P3口将输出电流 ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为 AT89C51的一些

23、特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD串行输入口）P3.1 TXD串行输出口）P3.2 /INT0 外部中断 0）P3.3 /INT1 外部中断 1）P3.4 T0记时器 0 外部输入）P3.5 T1记时器 1 外部输入）P3.6 /WR外部数据存储器写选通）P3.7 /RD外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST ：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用ALE/PROG：

24、当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6 。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE脉冲。如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX ，MOVC 指令是 ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN ：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN

25、有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。EA/VPP ：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储0000H-FFFFH ），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1 时， /EA 将内部锁定为 RESET ；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源 VPP ）。第三章 数字钟的硬件设计3.1 最小系统设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用图 3-1 单片机最小系统的结构图单片机的最小系统是由电源、复

26、位、晶振、/EA=1 组成，下面介绍一下每一个组成部分。1. 电源引脚Vcc 40 电源端GND 20 接地端工作电压为 5V，另有 AT89LV51工作电压则是 2.7-6V, 引脚功能一样。2. 外接晶体引脚精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用图 3-2 晶振连接的内部、外部方式图XTAL1 19 XTAL2 18 XTAL1 是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1 ，而 XTAL2悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二

27、分频，如晶振为 12MHz ，时钟频率就为6MHz 。晶振的频率可以在1MHz-24MHz 内选择。电容取30PF左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。AT89 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和 XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和 C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz

28、 ，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为22F。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。3. 复位RST 9 在振荡器运行时，有两个机器周期 P0 端口P0.0-P0.7 P0是一个 8 位漏极开路型双向I/O 端口，端口置1/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。(2 P1 端口P1.0 P1.7 P1 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向 I/0 端口。输出时可驱动 4 个 TTL。端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部 Flash 程序存储器编程时，接收低8 位地址信息。(3 P2 端口

29、P2.0 P2.7 P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向 I/0 端口。输出时可驱动 4 个 TTL。端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash 程序存储器编程时，接收高8 位地址和控制信息。在访问外部程序和16 位外部数据存储器时， P2口送出高 8 位地址。而在访问8 位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。(4 P3 端口P3.0 P3.7 P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向 I/0 端口。输出时可驱动 4 个 TTL。端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash 程序存储器编程时，接控制信息。除此之外P

30、3 端口还用于一些专门功能，具体请看下表。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用P3引脚兼用功能P3.0 串行通讯输入 RXD ）P3.1 串行通讯输出 TXD ）P3.2 外部中断 0 INT0 ）P3.3 外部中断 1 P3.5 定时器 1 输入(T1 P3.6 外部数据存储器写选通WR P3.7 外部数据存储器写选通RD 表 3-1 P3 端口引脚兼用功能表3.2 LED 显示电路显示器普遍地用于直观地显示数字系统的运行状态和工作数据，按照材料及产品工艺，单片机应用系统中常用的显示器有：

31、发光二极管LED显示器、液晶 LCD显示器、 CRT显示器等。LED显示器是现在最常用的显示器之一，如下图所示。图 3-4 LED 显示器的符号图发光二极管 LED ）由特殊的半导体材料砷化镓、磷砷化镓等制成，可以单独使用，也可以组装成分段式或点阵式LED显示器件 半导体显示器）。分段式显示器LED数码管）由 7条线段围成 8 字型，每一段包含一个发光二极管。外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光。只要按规律控制各发光段亮、灭，就可以显示各种字形或符号。LED 数码管有共阳、共阴之分。图是共阳式、共阴式LED数码管的原理图和符号 .精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

32、 - - - - - - -第 13 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用图 3-5 共阳式、共阴式LED数码管的原理图和数码管的符号图显示电路显示模块需要实时显示当前的时间, 即时、分，因此需要4 个数码管。采用动态显示方式显示时间，硬件连接如下图所示，时的十位和个位分别显示在第一个和第二个数码管，分的十位和个位分别显示在第三个和第四个数码管。LED显示器的显示控制方式按驱动方式可分成静态显示方式和动态显示方式两种。对于多位LED显示器，通常都是采用动态扫描的方法进行显示，其硬件连接方式如下图所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -

33、第 14 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用图 3-6 数码管的硬件连接示意图数码管使用条件：a、段及小数点上加限流电阻b、使用电压：段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定c、使用电流：静态：总电流 80mA 每段 10mA ）；动态：平均电流 4-5mA 峰值电流 100mA数码管使用注意事项说明：）数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角；）焊接温度：度；焊接时间：）表面有保护膜的产品, 可以在使用前撕下来。第四章数字钟的软件设计系统的软件设计也是工具系统功能的设计。单片机软件的设计主要包括执行软件完成各种实质性功能）的设计和监控软件的设计。单片机的软件设计通常要考虑以下几个

34、方面的问题：1）根据软件功能要求，将系统软件划分为若干个相对独立的部分，设计出合理的总体结构，使软件开发清晰、简洁和流程合理；2）培养良好的编程风格，如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便于调试、链接，又便于移植和修改；3）建立正确的数学模型，通过仿真提高系统的性能，并选取合适的参数；4）绘制程序流程图；5）合理分配系统资源；6）为程序加入注释，提高可读性，实施软件工程；7）注意软件的抗干扰设计，提高系统的可靠性。4.1 系统软件设计流程图这次的数字电子钟设计用到很多子程序，它们的流程图如下所示。主程序是先开始，然后启动定时器，定时器启动后在进行按键检测，检测完后，就可以显示时间。开

35、始启动定时器按键检测精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用图 4-1 主程序流程图按键处理是先检测秒按键是否按下，秒按键如果按下，秒就加1；如果没有按下，就检测分按键是否按下，分按键如果按下，分就加1；如果没有按下，就检测时按键是否按下，时按键如果按下，时就加1；如果没有按下，就把时间显示出来。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

36、 - - - - - - -第 17 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用图 4-2 按键处理流程图定时器中断时是先检测1 秒是否到， 1 秒如果到，秒单元就加1；如果没到，就检测1分钟是否到， 1 分钟如果到，分单元就加1；如果没到，就检测1 小时是否到， 1 小时如果到，时单元就加 1，如果没到，就显示时间。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用图 4-3 定时器中断流程图N 24小时到？分单元清零，时单元加1 N N N Y Y 时单元清零时间显示中断返回开始一秒时间到？60 秒时间

37、到？60 分钟到？秒单元加 1 秒单元清零，分单元加1 Y Y 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用时间显示是先秒个位计算显示，然后是秒十位计算显示，再是分个位计算显示，再然后是分十位显示，再就是时个位计算显示，最后是时十位显示。图 4-4 时间显示流程图4.2 数字钟的原理图用 PROTUES 软件，根据要求画出数字电子钟的原理图如下所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用图 4-5

38、数字钟的原理图在此有必要介绍一下数字电子钟的工作原理。工作原理：数字电子钟是一个将“时”，“分”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24 小时，显示满刻度为23 时 59 分，另外还有校时功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由显示器“时”，“分”和单片机，还有校时电路组成。8 个数码管的段选接到单片机的P0 口，位选接到单片机的P2 口。数码管按照数码管动态显示的工作原理工作，将标准分信号送入“秒单元”，“分单元”采用60 进制计数器，每累计60 分发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“时单元”的时钟脉冲。“时单元”采用24 进制计时器，可实现对一天精选学习资料 - - - - - -

39、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用24 小时的累计。显示电路将“时”、“分”通过七段显示器显示出来。第五章系统仿真5.1 PROTUES 软件介绍Proteus软件是Labcenter Electronics公司的一款电路设计与仿真软件，它包括ISIS 、ARES 等软件模块， ARES 模块主要用来完成PCB的设计，而 ISIS 模块用来完成电路原理图的布图与仿真。 Proteus的软件仿真基于VSM技术，它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于它能仿真大量的单片机芯片，比如MCS-51系列、 PIC 系列等等，以及单片

40、机外围电路，比如键盘、 LED 、LCD 等等。通过Proteus软件的使用我们能够轻易地获得一个功能齐全、实用方便的单片机实验室。5.2 电子钟系统 PROTUES 仿真用 PROTUES软件，根据数字电子钟的原理图，画出仿真图，得到的图如下所示。图 5-1 数字钟的PROTES 仿真第六章调试与功能说明单片机应用系统的调试包括硬件和软件两部分，但是他们并不能完全分开。一般的方法是排除明显的硬件故障，再进行综合调试，排除可能的软/ 硬件故障。6.1 硬盘调试精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 29 页个人资料整理仅限学习

41、使用拿到电路板后，首先要检查加工质量，并确保没有任何方面的错误，如短路和断路，尤其要避免电源短路；元器件在安装前要逐一检查，用万用表测其数值，看是否与所用相同；完成焊接后，应先空载上电0 时表示电子钟秒单元数值刷新滞后，即走时误差为“慢”；反之，S0表示秒单元数值的刷新超前，即走时误差为“快”。本次设计的单片机电子钟系统中，其误差主要来源包括晶体频率误差，定时器溢出误差，延迟误差。晶体频率产生震荡，容易产生走时误差；定时器溢出的时间误差，本应这一秒溢出，但却在下一秒溢出，造成走时误差；延迟时间过长或过短，都会造成与基准时间产生偏差，造成走时误差。6.4 软件调试问题及解决软件程序的调试一般可以

42、将重点放在分模块调试上，统调是最后一环。软件调试可以采取离线调试和在线调试两种方式。前者不需要硬件仿真器，可借助于软件仿真器即可；后者一般需要仿真系统的支持。本次课题，Keil软件来调试程序，通过各个模块程序的单步或跟踪调试，使程序逐渐趋于正确，最后统调程序。仿真部分采用protus 6 professional软件，此软件功能强大且操作较为简单，可以很容易的实现各种系统的仿真。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用首先打开 protus 6 professional软件，在元件库中找到要选用

43、的所有元件，然后进行原理图的绘制；绘制好后再选择wave6000 已经编译好的 *.hex文件，选择运行，观察显示结果，根据显示的结果和课题的要求再修改程序，再运行查，直到满足要求。结束语我在这一次数字电子钟的设计过程中，很是受益匪浅。通过对自己在大学三年时间里所学的知识的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书面表达能力，最终完成了。这为自己今后进一步深化学习，积累了一定宝贵的经验。撰写论文的过程也是专业知识的学习过程，它使我运用已有的专业基础知识，对其进行设计，分析和解决一个理论问题或实际问题，把知识转化为能力的实际训练。培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。通过这次课程设

44、计我发现，只有理论水平提高了；才能够将课本知识与实践相整合，理论知识服务于教案实践，以增强自己的动手能力。这个实验十分有意义我获得很深刻的经验。通过这次课程设计，我们知道了理论和实际的距离，也知道了理论和实际想结合的重要性，也从中得知了很多书本上无法得知的知识。我们的学习不但要立足于书本，以解决理论和实际教案中的实际问题为目的，还要以实践相结合，理论问题即实践课题，解决问题即课程研究，学生自己就是一个专家，通过自己的手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。学习就应该采取理论与实践结合的方式，理论的问题，也就是实践性的课题。这种做法既有助于完成理论知识的巩固，又有助于带动实践，解决实际问题，加强我

45、们的动手能力和解决问题的能力。参考文献、资料索引1 谢自美电子线路设计实验测试M 武汉：华中理工大学出版社，1992. 2 何立民单片机应用系统设计M 北京：北京航空航天大学出版社，1993. 3 楼然笛单片机开发 M 北京：人民邮电出版社，1994. 4 付家才单片机控制工程实践技术M 北京：化学工业出版社 2004.3. 5 李光才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 2004.6 朱定华单片机原理及接口技术实验M 北京：北方交通大学出版社2002.11. 7 刘湘涛江世明单片机原理与应用M. 北京: 电子工业出版社 ,2006.致谢精选学习资料 - - - - - -

46、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用首先衷心地感谢我的指导老师高大容老师。本文从选题到完成，从理论上的探讨到实际问题的解决，无处不饱含着董老师的心血。董老师的悉心指导和建议给了我极大的帮助和支持，使我受益匪浅，在此论文完成之际，谨向董老师致以深深的谢意和崇高的敬意。附录#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int int a=0,temp=0,miao=0,fen=0,shi=0。sbit dian=P10。/ 秒点闪烁位的位定义sbit jia=P

47、13。/ 按键+的位定义sbit jian=P12。/ 按键- 的位定义sbit xuan=P14。/ 按键分时选择按键void delay(uchar i / 消隐延时函数 uchar j。while(i- for(j=0。j 。 void delay_ms(uchar i / 消抖延时函数 uchar j。while(i- for(j=0。j 。 uchar wei=0 x01,0 x02,0 x04,0 x08。/ 数码管位定义数组uchar duan= / 数码管段 09显示数组 0 xC0,/*0*/ 0 xF9,/*1*/ 0 xA4,/*2*/ 0 xB0,/*3*/ 0 x99

48、,/*4*/ 0 x92,/*5*/ 0 x82,/*6*/ 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用 0 xF8,/*7*/ 0 x80,/*8*/ 0 x90,/*9*/ 。void time_init( TMOD=0 x01 。/ 使用定时器 T0 TH0=(65536-50000/256 。/ 高8位附初值TL0=(65536-50000%256。/ 低8位附初值EA=1 。 / 打开总开关ET0=1。 /定时器 T0的开关TR0=1 。/ 启动定时器 T0 void key( if (

49、xuan=0 / 判断是否按键分时选择位 delay_ms(20 。/ 消抖if (xuan=0 while(!xuan。/ 等待按键释放temp+。/ 若按下标志位 temp +1 if(temp2 / 标志位 temp若大于等于 3 temp=0。/ 标志位 temp置0 if (temp=1 / 若temp标志位为 1 / 判断是否按下按键+功能 delay_ms(20 。/ 消抖if (jia=0 while(!jia。/ / 等待按键释放fen+。/ 若按下则分加 1 if (fen=60 /若分大于等于 60 fen=0 。/ 分置 0 if (jian=0 /同上：功能换成：减精

50、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 29 页个人资料整理仅限学习使用 delay_ms(20 。if (jian=0 while(!jian。fen- 。if (fen fen=59 。 else if (temp=2 / 判断若标志位 temp是2 / 同上加功能 delay_ms(20 。if (jia=0 while(!jia。shi+ 。if (shi=24 shi=0 。 if (jian=0 /同上减功能 delay_ms(20 。if (jian=0 while(!jian。shi-。if (shi shi=2