数字钟课程设计武汉理工基础强化(11页).doc
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1、-数字钟课程设计 武汉理工基础强化-第 9 页摘 要基于89C51单片机设计数字钟,它是一种应用数字电路的方式实现时、分、秒计时的装置。以89C51单片机作为核心控制器,通过硬件的连接完成一个数字钟系统,再根据系统编制相应的软件让整个系统工作。本系统的计算部分全部在单片机里通过程序来完成。显示部分通过数码管采用动态的方式把计算出的时、分、秒显示出来。控制信号的读入采用查询的方式,因为程序的编写比较容易。控制信号的输入和结果显示以及核心运算部分构成了整个系统,最后在PROTUES里画图并且仿真。关键词:单片机,数字钟,PROTUES,数码管Abstract Basing 89C51 microc
2、ontroller design digital clock, it is a timing device to achieve the application of digital circuits, the minute and second. The 89C51 microcontroller as the core controller, the hardware connection complete a digital clock system, according to the preparation of the corresponding software system fo
3、r the whole system work. All parts of this system are calculated by the microcontroller in the process to complete. The digital display displayed the calculated the hours, minutes, seconds in a dynamic way.Control signal read using the query, because the writing process easier.Control signal input a
4、nd results of operations and the core parts of the whole system, where the final drawing and simulation in PROTUES.Key words: Microcontroller, digital clock, PROTUES, digital目录数字钟设计 1设计任务及分析1.1 设计要求 设计七段码显示方式的数字钟。该钟具有时、分、秒显示,时钟有十二进制与二十四进制两种选择。设计有时、分、秒的校正功能。 1.2 设计分析 根据要求设计数字钟,具有时、分、秒显示和调节功能。主控制器采用89
5、C51单片机,基于单片机的硬件电路连接比较容易,而且编程比较方便和简单。对于整个系统的实现比较容易。对于时、分、秒的调节由外电路来控制,通过对控制信号的查询读取送入单片机,在单片机内计算后通过数码管显示。对于时间的处理是:秒的变化是通过内部中断的方式,给单片机内部定时器设置1秒的计时时间,每当发生溢出中断就响应给秒数组值加1并显示;当秒值到达60时就把分数组值加1,同时让秒数组清零;时的操作依此类推。 2 方案比较及选择 2.1 LED显示方案的选择 方案1:把所要显示的数据通过专用的七段显示芯片的转换输出给LED显示屏。其优点是输出简单,可以简化程序,但增加了芯片的费用。 方案2:通过软件把
6、所要的数据转化为七段显示的数据,直接通过单片机接 口来显示,其优点是简化了电路,但增加了软件编写的负担。通过对方案的比较,选择通过软件编写来输出显示信号,比较简单经济。2.2按键状态读取方案的选择 方案1:把按键接到单片机的中断口,若有按键按下,单片机接收到中断信号,再通过软件编写的中断服务程序来执行中断,优点是接线简单,简化了电路,但软件编写较为复杂,不易掌握。 方案2:不使用中断,直接把开关分别接在单片机的接口上,通过查询端口信号来动作。其优点是程序得到简化,可读性加强。通过对方案的比较,选择方案2通过查询方式来读取端口信号,相对来说编程和硬件电路都比较简单。3. 系统实现的原理 设计方案
7、的总体结构图如图3-1所示:数码管显示时间开关控制单元模块89c51单片机整体控制图 3-1 设计方案结构图 原理阐述:由图3-1所示,通过开关控制单元的输入设定时间,在单片机内处理后通过数码管显示,开关控制单元主要有时、分、秒时间设置的选择档,分别接P1.0和P1.1口。还有一个时钟十二制和二十四制的选择档,接P1.2口。P1.3口作为时间的加减设置。数码管的显示码输入接P0口,位选接P2口。秒的值每经过一秒钟自加1,时间间隔由内部时间计时器发生溢出中断调用中断服务子程序完成。4. 系统硬件设计4.1总体电路设计 根据系统的要求,设计出的数字钟应该有控制端和显示端,这两部分的连接是通过89C
8、51单片机来完成的,控制端主要由四个按键组成,它们都接单片机的P1口,数码管采用6位7段数码管,它的位选端是通过P2口控制的,显示码是由P0口输入的。 根据设计要求用PROTEUS画出的硬件连线图如下图4-1所示:图4-1 系统总体硬件电路图4.2模块电路设计4.2.1时间校正部分电路设计 时间设置部分电路图如下图4-2所示图4-2 时间校正部分电路图 如图4-2所示,P1.0口接时调节选通开关,P1.1口接分调节选通开关,P1.2口接十二进制和二十四进制选择开关,兼有秒调节选通功能,当P1.2口输入低电平时为十二进制方式,P1.3口为时间加减控制输入口,每按下一次可对时分秒分别进行加减操作。
9、具体的实现由内部的程序计算完成。 4.2.2显示模块电路设计 系统的显示部分电路接线图如图4-3所示:图4-3 系统的显示部分电路图 如图4-3所示,显示器采用的是6位7段数码管,数码管的显示码的输入端经上拉电阻接P0口,位选端是经收发器74LS245接到P2口。数码管的显示编码已经编好放在计算机的内存中,时间的显示通过软件的计算把显示码调出显示。5. 系统软件设计5.1系统总体流程图软件设计思想:内部设定时器,当达到1秒时发生中断给秒计数加1,当达到60时给秒计数清零并给分计数加1。当分计数达到60时清零并给时计数加1,时计数分为十二进制和二十四进制,当在相应的进制下达到相应终值时清零。系统
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