电子时钟的设计毕业论文

秒表电子时钟的毕业设计毕业设计题目秒表电子钟的设计院别专业班级姓名学号指导教师日期秒表电子时钟的毕业设计I设计任务书设计题目：电子钟的设计设计要求：1.显示范围：时、分、秒正常显示，显示格式：时间按时分秒排列，例如：08点25分52秒显示为08.25.52。2.通过4个按键进行调整，调整范围：时、分。按键P2.1按一次表示待调整，按键P2.2每按一次按键调整值加一。按键P2.3每按一次按键值减一。按键P2.4按一次表示启动定时。3．具有定时功能，定时时间到蜂鸣器报时。设计进度要求：指导教师（签名）：秒表电子时钟的毕业设计II摘要时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务,这就要求人们不断设计出新型时钟。现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。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础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一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；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：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，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。关键词：单片机，电子钟，位码，段码，显示秒表电子时钟的毕业设计I目录摘要..............................................................II1总体方案设计.........................................................11.1电路原理..........................................................11.2设计的系统........................................................11.3计时控制方案......................................................21.4显示控制方案......................................................21.5键盘控制方案......................................................22硬件设计.............................................................32.1AT89C51单片机的简介..............................................32.2AT89C51单片机复位方式............................................52.374LS244的功能....................................................52.474LS07的功能.....................................................62.5键盘接口工作原理..................................................72.6显示电路的工作原理................................................83软件设计............................................................113.1设计思路.........................................................113.2定时１秒的实现...................................................113.3主程序...........................................................123.4中断服务程序.....................................................143.5显示程序.........................................................173.6按键程序.........................................................18小结………………………………………………………………………………………22致谢..............................................................23参考文献..............................................................24秒表电子时钟的毕业设计11总体方案设计1.1电路原理电路的核心是AT89C51单片机，设计中有6位LED显示和4个按键接口，采用P0接口外接8路反相三态缓冲器74LS244作LED动态扫描的段码控制驱动信号,用P1接口的P1.0-P1.3外接一片集电极开路反相门电路74LS07做为6位LED的位选信号驱动口，LED共阴极端与74LS07的输出端相连；按键接口，由P2.1,P2.2，P2.3，P2.4来完成。将电子钟的显示情况和数码管的计时情况，分别以代码的形式送LED数码管，LED显示器是由发光二极管显示字段的AT89C51单片机输出设备。单片机应用系统常采用七段LED数码管作为显示器，启动定时器，同时调用显示程序，和查询按键。利用软件计数器的方法计时一秒，利用中断的方法使计时时间循环。当按下按键P2.3时开始启动定时功能。1.2设计的系统电子钟的总体设计图，如图1.1所示。P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5abcdefgh+5vP2.4P2.1P2.3P2.2XTAL1XTAL2GNDVCCRSTVSSP2.0......74LS24474LS07AT89C51图1.1电路总体设计图秒表电子时钟的毕业设计21.3计时控制方案利用AT89C51内部的定时器/计数器进行定时，配合软件延时实现计时。该方案节省硬件成本，且能够使我在定时器/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高。1.4显示控制方案显示分为静态显示和动态显示，静态显示由于占用较多的接口，在单片机设计中常采用串行扩展来完成。该方案占用接口资源多，显示亮度由保证，但硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢，实用于并行接口资源较少以及对显示没有要求的场合。LED动态显示硬件连接简单，但动态扫描的显示方式需占用CPU较多的时间，在该系统中由于单片机除了扫描AT89C51芯片外没有太多的实时测控任务，故选用动态扫描方式在6个数码管上显示当前时间。1.5键盘控制方案键盘分为独立式键盘和行列式键盘，独立式键盘接口电路配置灵活，硬件结构简单，工作可靠但每个按键必须占用一根I/O接口线，I/O接口线浪费较大，在单片机应用系统中，有时只需要几个简单的按键向系统输入信息，可将按键直接在一根I/O接口线上，故只在按键数量不多时采用。而行列式键盘每条行线与列线在交接处不直接相通，而是通过一个按键用以连接，当按键较多时可采用行列式键盘以节省I/O接口。本设计采用四个按键，所以这里选用独立式键盘。秒表电子时钟的毕业设计3并行/接口存储器并行/接口中断系统定时器/计数器2硬件设计2.1AT89C51单片机的简介2.1.1AT89C51的结构组成AT89C51是单片机中的典型产品，AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，如图2.1所示。图2.1单片机内部结构示意图现分别加以说明：1、中央处理器中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。2、数据存储器(RAM)AT89C51内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。3、程序存储器(ROM)秒表电子时钟的毕业设计4AT89C51共有4KB掩膜ROM，最大可扩展64K字节，用于存放用户程序，原始数据或表格。4、定时/计数器：AT89C51有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。5、并行输入输出(I/O)口：AT89C51共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。6、中断系统AT89C51具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。2.1.2AT89C51的引脚介绍AT89C51单片机内部总线是单总线结构,即数据总线和地址总线是公用的.AT89C51有40条引脚,这40条引脚可分为I/O接口线、电源线、控制线、外接晶体线4部分。AT89C51单片机为双列直插式封装结构,如图2.2所示。EA/VP31X119X218RESET9RD/P3.717WR/P3.616INT0/P3.312INT1/P3.213T0/P3.414T1/P3.515P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD/P3.111RXD/P3.010图2.2AT89C51引脚分配图AT89C51单片机的电源线有以下两种：（1）VCC：+5V电源线。（2）GND：接地线。秒表电子时钟的毕业设计5AT89C51单片机的外接晶体引脚有以下两种:（1）XTAL1：片内振荡器反相放大器的输入端和内部时钟工作的输入端。采用内部振荡器时，它接外部石英晶体和微调电容的一个引脚。（2）XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端，接外部石英晶体和微调电容的另一端。采用外部振荡器时，该引脚悬空。外接晶体引脚。控制线AT89C51单片机的控制线有以下几种：（1）RST：复位输入端，高电平有效。（2）ALE/PROG：地址锁存允许/编程线。（3）PSEN：外部程序存储器的读选通线。（4）EA/Vpp：片外ROM允许访问端/编程电源端。2.2AT89C51单片机复位方式单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态，在这种情况下都需要复位。复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态重新开始工作。AT89C51单片机的复位靠外部电路实现，信号由RESET(RST)引脚输入，高电平有效，在振荡器工作时，只要保持RST引脚高电平两个机器周期，单片机即复位。复位后，PC程序计数器的内容为0