时钟电路设计2.docx

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1、河南大学物理与电子学院2015级单片机课程设计论文时钟电路设计论文 论文合 所在学院：所学专业：指导教师姓名：论文完成时间：河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文为灌胶型，稳定性高、寿命长，使用寿命在5万小时以上。可连续扫描驱动各字 节、良好的显示效果、视角宽。下列图为实物图、尺寸图、电路图、以及电路连接图：16数码管显示及引脚位置图9、，86? CHG2? DIG3 T DIG42.3晶振电路的设计河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文12 ?DIG1OOOoOOOO117 4 2 1 105 3晶振电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就如一个复杂 的同步时序电路，为了保证

2、同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制 下严格地工作。通常在引脚XI和X2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振 荡器。在许可范围内，CL C2的值越低越好，C值偏大虽有利于振荡器的稳定， 但会增加起振的时间，应使C2大于C1值，这样可使上电时，加快晶振起振。下 图为晶振电路图：河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文19 kT19 kT2IUPTiX!GXD2 . 4复位电路的设计通常单片机复位电路有两种：上电自动复位电路，人工开关复位电路。上电 自动复位电路：上电复位是单片机上电时复位操作，保证单片机上电后立即进入 规定的复位状态。它利用的是电容充电的原理来实现的。人工开关复位电路：

3、它 不仅具有上电自动复位电路的功能，同时它的操作比上电自动复位电路的操作要 简单的多。如果要实现复位的话，只要按下RESET键即可。它主要是利用电阻 的分压来实现的。在此设计中，采用的按键复位电路。上电复位要求接通电源后，单片机自动实现复位操作。上电瞬间RESET引 脚获得高电平，随着电容的充电，RERST引脚的高电平将逐渐下降。RERST引脚 的高电平只要能保持足够的时间，单片机就可以进行复位操作。上电与按键均有 效的复位电路不仅在上电时可以自动复位，而且在单片机运行期间，利用按键也 可以完成复位操作。3 . 5蜂鸣器电路设计2. 6按键电路2. 6按键电路按键说明：该键接外部中断零（INT

4、O引脚）。通过中断服务子程序来到达显 示小时、分钟、秒，其中每项占两位。中断程序只进行一秒，后返回主程序，显 示时间。下列图为按键电路图:河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文K】坨度谯.系统总流程图本设计是基于MCS的时钟设计，用两个四位一体的共阴极数码管作为显示 屏，它实时显示时间值；设计中有五个按键，第一个按键是暂停控制键，第二个 按键是加控制键，第三个按键是减控制键，第四个是位置调整控制键，第五个是 归零控制键。这样的设计与结果和要求完全符合并能成功实现。河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文K对甘反示务匕石*4日3. 1电路原理图PIOVCCPHP00PI2P01PI3P02PH

5、POJPI5P04PI6P05P17PMP07RESET 在VPP50RXDALEfPJIDiDPSENP52INTOP334TlP27P34T0P26P35TIP25P36双束P24? RHP23X2P22XIP21GNDP208.8.0.0. B,9,B.B.3 匕 *3*530 口 七ATSOS523.2PCB 图10河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文.主要程序源代码line level source4 /sbit dula=P2A6;5 /sbit wela=P2A7;6 sbitKl=PlAO;7 sbit K2=P1A1;8 sbit K3=P1A2;9 sbit K4=P1

6、A3;10 sbitbeep=PlA4;11 uchar t,m,f,s;12 uchar num;13 uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,14 0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71; /0-F 共阴11161718192122231241251261272829301311321331343536371381391401411431451河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文极数码管/*uchar code tableO=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99

7、,0x92, 0x82,0xf8,0x80,0x90;*/uchar code tablewe=0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe; 控制位选void delayms(uint z) 延时 z ms(uint x,y;for(x=z;x0;x)for(y=110;y0;y);)void di()蜂鸣器响(beep=0;delayms(lOO);beep=l;)void display(uchar n,uchar c,uchar d) 别离变量(uchar a,b;a=n/10;b=n%10;PO=tableal;P2=tablewec;delayms

8、(2);1248505253545556575859606162636465666768697071727374757677河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文1P0=tableb;1P2=tablewed;1delayms(2);1 ) void init()t=o；1m=0;1f=0;1 s=0;11TMOD=0X01;1TH0=(65536-50000)/256;晶振为 12MHZ1TL0=(65536-50000)%256;1EA=1;1ET0=l;1TR0=l;1)void key()按键扫描(1if(Kl=0)功能键1(2delay ms( 10);2if(Kl=0)2di()

9、;3num+;3while(!Kl);3if(num=l)TR0=0;3if(num=4)13河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文783794804814823832841783794804814823832841num=0;TR0=l;)if(K2=0)增大键5实物展示图6.结论本设计利用单片机AT89S52控制串行实时时钟芯片DS1302构成数字时钟电 路，实现计时功能。回顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，从选题到定稿, 从理论到实践，可以学到很多很多的的东西。课程设计是培养学生综合运用所学 知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生 实际工作能力的具体

10、训练和考察过程。随着科学技术开展的日新日异，单片机已 经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此 作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有把所学的理论14河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自 己的实际动手能力和独立思考的能力。但是整个系统只实现了一些最基本的功 能，还有许多缺乏和可以扩展的地方。还望各位老师予以指正和修改。参考文献1、吴金戌8051单片机实践与应用（清华大学出版社）2、刘勇数字电路（电子工业出版社）3、

11、谭浩强c语言程序设计（清华大学出版社）4、王静霞单片机应用技术c语言版（电子工业出版社）150前言错误!未定义书签。1单片机的介绍错误!未定义书签。1.1 单片机的定义错误!未定义书签。1.2 单片机分类2L3单片机特点21.4 单片机应用领域31.5 电子时钟的特点及应用领域32系统组成与功能42.1 AT89C51 单片机52.2 数码管的介绍52.3 晶振电路的设计72.4 复位电路的设计72.5 蜂鸣器电路的设计82.6 按键电路83系统总流程图93.1 电路原理图93.2 PCB 图104主要程序代码105实物展示图136结论13参考文献错误!未定义书签。河南大学物理与电子学院单片机

12、课程设计论文时钟电路设计0前言传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而且 利用率也比很低，随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法很 难满足设计需求。单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口于一 体的微控制器。它体积小、本钱低、功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化 上。而51系列的单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本文设计 的电子时钟是基于51单片机，同时使用c语言为程序设计语言，从而克服传统 电子时钟的弊端。本设计使用12MHz晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心， 采用DS1302产生日期时间，实现

13、在1602LCD上显示日期、时间，通过4个按键 进行调时、复位、秒表计时，显示制作人信息等功能，在实现各功能时数码管进 行相应显示。软件局部用C语言实现，分为显示、延迟、调时、复位等局部。通 过软硬件结合到达最终目的。关键词：单片机，电子时钟，c语言。1 .单片机的介绍单片机的定义单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大局部功能 集成在一个小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大局部部件：CPU、 内存、内部和外部总线系统，目前大局部单片机还会具有外存。同时集成诸如通 讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将 声音、图像、网络、复杂的输入输出

14、系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文控制器（Microcontroller）,是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片 内仅有CPU的专用处理器开展而来，最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小、更容易集成于复杂的而对体积要求 严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此 以后，单片机和专用处理器的开展便分道扬镶。单片机技术是现代电子工程领域一门迅速开展的技术，它的应用已经渗透到 各种嵌入式系统中。可以毫不夸张地说:掌握单片机技术是电子信息类专业学生 就业的一个重要条件。同时单片

15、机技术又是一门实践性很强的学科。只有我们不 断地通过实践研究才能学习好单片机课程。1. 2单片机分类按照单片机的类型，单片机有：（1） 51系列单片机，为首推系列单片机。 其中首推Intel公司的单片机4K字节的一次性程序存储器（OTP）。（2）具有ISP 功能的单片机，ISP功能能够实现在系统可编程，可以省去通用的编程器，单片 机在用户板上即可下载和烧录用户程序，而无需将单片机从生产好的产品上取 下。（3）PIC系列单片机，PIC单片机系列是美国微芯公司（Microship）的产品, CPU采用RISC结构，具有精简的指令集。PIC系列单片机的I/O 口是双向的，其 输出电路为CMOS互补推

16、挽输出电路。具有在线调试及编程（ISP）功能。（4） AVR 单片机：AVR单片机是Atmel公司推出的较为新颖的单片机）其显著的特点为高 性能、高速度、低功耗。AVR型号的管脚，与对应的51系列兼容。（5） AT89S52 单片机：AT89s52是一种低功耗、性能高具有8K在系统可编程Flash存储器， 向下完全兼容51子系列。2. 3单片机的特点单片机是以工业测控对象、环境、接口特点出发向着增强控制功能，提高工 业环境下的可靠性方向开展。主要特点如下：种类多，型号全提高性能，扩 大容量，性能价格比高增加控制功能，向真正意义上的“单片”机开展低功河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文耗。1

17、. 4单片机的应用领域目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机 的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传 输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用 豪华轿车的平安保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩 具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智 能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用 与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的 智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：在

18、智能仪器仪表上的应 用；在工业控制中的应用·在家用电器中的应用;在计算机网络和通信领域 中的应用；单片机在医用设备领域中的应用·在各种大型电器中的模块化 应用此外，单片机在金融，科研、教育航空航天等领域都有着十分广泛的用途。采用以上方案具有以下优势：从经济性、可移植性、可推广性角度讲，建立 这样的课程设计平台是非常有意义的;利用仿真系统，可以节约开发时间和开发 本钱，同时具有很大的灵活性和可扩展性。为了更好地学习单片机，我们采用Proteus软件与Keil软件整合构建单片 机虚拟实验平台。首先我们要在PC上利用Proteus软件自己搭建硬件电路，并 利用系统提供的功能完成电

19、路分析、系统调试和输出显示的硬件设计局部；同时 在Keil软件中编制程序，进行相应的编译和仿真，完成系统的软件设计局部。 当系统的设计工作完成后，就可以在PC上看到最终的运行效果。最后再通过 proteus设计PCB,再完成真正硬件的调试。1 . 5电子时钟的特点及应用领域时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文础。在一个单片机的应用系统中，时钟有两方面的含义：一方面是指为保障系统 正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决 定了单片机系统工作的快慢；另一方面是指系统的标准定时时钟，即定时时间， 它通常

20、有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数 器来实现，一是用专门的时钟芯片实现。数字钟能长期、连续、可靠、稳定地下作；同时还具有体积小，功耗低等特点， 便于携带，使用方便。同时由于数字集成电路的开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老式钟表.钟表的数字化给人们生产生话带来了 极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能，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。使得电子时钟广泛应用于个人家庭、 车站、码头、办公室等场所的各个角落，已成为人们口常生话中不可缺少的必需 品O.系统组成与功能本系统主要有AT89c52单片机、两个LED四位

21、数码管、蜂鸣器、按键开关等 其他元件。具体器件如下表：时钟计时器元件清单序号元器件名元件序号与规格单位数量1电阻RI R191K。个22R210KQ个13R3 R10330 Q个84R11-R18限流电阻100。个85电容Cl C230pF个26C3电解电容10uF个17三极管P1P99012个98晶振Y112MHz个19按键SI , KIK4个510蜂鸣器Bl个111数码管四位一体共阴块212单片机STC89C52块1河南大学物理与电子学院单片机课程设计论文13排针假设干个114插座40脚块12. 1 AT89C51 单片机S51具有如下特点：40个引脚，8kBytes Flash片内程序存

22、储器,256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM）, 32个外部双向输入/输出（I/O） 口，5个中断优 先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口， 看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。此外，AT89S52设计和配置了振荡频率 可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时 计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。P1.0L140 VCCP1.1 匚239 PO.O (ADO)P1.2 匚338 P0.1

23、 (AD1)P1.3 匚437 P0.2 (AD2)P1.4 匚536 P0.3 (AD3)(MOSI) P1.5L635 P0.4 (AD4)(MISO) P1.6L734 P0.5 (AD5)(SCK) P1.7L833 P0.6 (AD6)RST匚932 P0.7 (AD7)(RXD) P3.0 匚1031 EM/PP(TXD) P3.1 匚1130 ALE/PROG(INTO) P3.2 匚1229 PSEN(INT1)P3.3(Z1328 P2.7 (A15)(TO) P3.4 匚1427 P2.6 (A14)(T1) P3.5 匚1526 P2.5 (A13)(WR) P3.6 匚1625 P2.4 (A12)(RD) P3.7 匚1724 P2.3 (A11)XTAL2E1823 P2.2 (A10)XTAL1 匚1922 P2.1 (A9)GND-20211 P2.0 (A8)2数码管的介绍产品参数：工作温度：一20摄氏度到70摄氏度正相电压：2v2.4v 发光强度：lOOmcd波长：640nli1。反向电流：20ua产品介绍：字位数：4位公共脚12 9 8 6总pin数：12极性：共阴 极产品特性：能在低电压、小电流下驱动发光。发光响应时间极短、高频特性 好、单色性好、亮度高。体积小、重量轻、抗冲击性能好、固态封装。封装方式