数字电子钟课程设计

课程设计课程名称嵌入式课程设计题目名称基于ARM的简易电子闹钟设计专业班级电子信息本科2班学生姓名XXX学号5110202XXX指导教师XXX二○XX年六月八日目录XX大学课程设计任务书..............................................2分工协作说明（以列表形式具体说明每个人所做的工作）.错误!未定义书签。XX大学计算机科学与技术本科课程设计成绩评定表......错误!未定义书签。1方案的选择和论证................................................61.1按键的选择....................................................61.2显示器的选择..................................................61.3计时部分的选择................................................71.4发音部分的设计................................................71.5显示器驱动电路................................................71.6电源的选择....................................................72数字电子钟的设计原理和方法......................................82.1设计原理......................................................82.2硬件电路的设计................................................82.2.1键盘电路的设计............................................92.2.2段码驱动电路..............................................92.2.3蜂鸣器驱动电路...........................................102.3软件部分的设计...............................................102.3.1主程序部分的设计........................................102.3.2中断定时器的设置.........................................112.3.3闹钟子函数...............................................122.3.4计时函数.................................................132.3.4键盘扫描函数.............................................142.3.5时间和闹钟的设置.........................................14实验结果.........................................................16总结...........................................................16参考文献.........................................................18附录电路设计...................................................19附录源程序.....................................................19XX学院课程设计任务书计算机科学与技术系2XXX级电子信息科学与技术2班学生姓名XXX学号XXX课题名称电子钟课程设计一、课程设计的主要内容与要求（任务及背景、着重培养的能力、成果形式）1）单片机以其极高的性价比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程设计通过对它的学习、应用，设计了一个简易的电子闹钟，它由数码管准确显示时间，通过按键调节时间，然后由LED灯实现闹钟功能。从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。（2）嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件及嵌入式软件系统组成；本文介绍基于AT89C51的嵌入式微处理器S3C44BOX和LCD显示器的电子时钟的设计。（3）本课程设计设计一种基于AT89C51的嵌入式微处理器S3C44B0X和LCD显示器的电子时钟，实现电子时钟的功能，并在LCD上显示类似的时钟界面；动态显示当前的时间，包括：年、月、日、时、分、秒，时针。二、课程设计的基本要求1、收集、整理与课程设计有关领域的信息资料;2、完成本课程设计方案和结构框图的设计;3、完成本课程设计电路原理图设计。4、完成本课程设计程序流程图和汇编语言源程序设计5、完成软件和硬件系统的调试，功能指标达到技术要求；6、程序清单和图样资料；7、作品及照片；8、形成符合学校规定的课程设计书面文档；二、设计（论文）需要的工作条件软件环境：ADS，Protel等软件。硬件环境：计算机、电子元件（电阻，电容集成芯片等），LED显示灯、电路板等。三、应收集的资料及主要参考文献参考文献：［1］周毓林.WindowsCE内核定制及应用开发［M］.北京：电子工业出版社,2005［2］TerenceA,GogginTA.WindowsCE高级开发指南［M］.北京：电子工业出版社,2000［3］MuenchC.WindowsCE权威指南［M］.北京：中国电力出版社,2001［4］Microsoft公司.MicrosoftWindows驱动程序模型设计[M].北京：北京大学出版社，2000［5］BolingD.MicrosoftWindows程序设计［M］.北京：北京大学出版社19四、进度计划及指导安排2014年4月30日：下发任务书，相关资料准备和查阅相关文献。2014年5月5日-19日：开展课程设计研究与指导工作，并撰写论文。2014年5月21日：修改设计成果、论文初步完成。2014年6月2日前：完善课程设计成果，设计论文第二、三稿修订。2014年6月16日:毕业设计成果完成，毕业论文定稿，并打印4本纸质版交指导教师。期间主要指导学生8次：2014年4月、2014年5月、2014年6月。任务书审定日期：2014年4月28日指导教师（签字）任务书批准日期：2014年4月30日教研室主任（签字）任务书下达日期：2014年4月30日学生（签字）课题名称学生姓名学号所做工作摘要随着社会单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的电子时钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用八个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示，使用74LS245芯片进行驱动。通过LED能够较为准确地显示时、分、秒。四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用C语言编程。整个电子钟系统能完成时间的显示、调时、校时和三组定时闹钟的功能。选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用Keil单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。关键词：单片机，定时器，中断，闹钟，LED1方案的选择和论证通过对多种单片机最理想的电子时钟开发芯片。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程序存储器和1000次擦写循环，数据保留时间为10年，是最好的选择。1.1按键的选择方案一：4×4矩阵式键盘。如果选择此方案，那么在修改时钟或设置闹铃时间时就可以直接从键盘输入，方便、快捷，但程序较为复杂。方案二：独立式按键。如果设置过多按键，将会占用较多I/O口，而且会给布线带来不便，因此，此方案适用于按键较少的情况。如果选择此方案，由于按键较少，在修改时间或设置闹铃时间时就不能直接输入，只能通过加或减完成，稍为麻烦一些，但其程序简单。由于并不需要经常修改时间和设置闹铃时间，而且方案二的程序简单，按键少、成本低，因此，选择方案二。1.2显示器的选择方案一：液晶显示器。如果选择此方案，将会降低系统的功耗，这样就可以用电池供电，便于携带。但液晶显示器的驱动电路复杂，使用起来有一定的难度。方案二：用数码管作为显示器。数码管的驱动电路简单，使用方便，如果选择了此方案，那么在夜间看时间的时候就不需要有光源，非常方便。其缺点是功耗较大。由于数码管使用起来较为方便，在夜间看时间也很方便，因此我选择了方案二。1.3计时部分的选择如果使用时钟芯片，系统就不怕掉电且时间精确。但这种芯片比较贵，况且，设计本系统主要是为了学习单片机程序的编写和调试以及设计硬件电路的一些方法，因此采用软件的方法来计时而没有采用价格较高的时钟芯片。1.4发音部分的设计通过三极管放大后驱动蜂鸣器工作，再通过软件这时产生等时时间方波驱动蜂鸣器发出间断嘀声，这样就可以省去硬件振荡电路，降低成本。1.5显示器驱动电路由于通过数码管公共及的电流较大且避免过多地使用分立元件，采用了一片74LS245来驱动段码，用P3口作位码驱动。1.6电源的选择如果是用电池供电，就比较方便携带，但是本系统，采用了数码管作为显示器，功耗较大，需要经常更换电池。况且，本系统的体积较大，即使使用电池供电也不能随身携带，因此，用电池供电不大合适，所以用5V外部稳压电源来供电。2数字电子钟的设计原理和方法2.1设计原理系统原理图2.2硬件电路的设计AT89C51是一款单片封装的微控制器，适合于许多要求高集成度、低成本的场合。可以满足多方面的性能要求。AT89C51采用了高性能的处理器结构，指令执行时间只需2到4个时钟周期。6倍于标准51单片机器件。AT89C51集成了许多系统级的功能，这样可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本。AT89C51单片机内部主要有以下部件：8031CPU、振荡电路、总线控制部件、中断控制部件、片内Flash存储器、并行I/O接口、定时器和串行I/O接口。AT89C51晶振按键段码驱动蜂鸣器位码驱动8位数码管图2-2AT89C51单片机2.2.1键盘电路的设计键盘采用4个独立按键配以4个上拉电阻实现对时钟和闹钟的设定及修改。图2-3独立按键图2-4键盘输入电路2.2.2段码驱动电路由于通过数码管公共及的电流较大且避免过多地使用分立元件，采用了一片74LS245来驱动段码，用P3口作位码驱动。图2-5段码驱动器74LS2452.2.3蜂鸣器驱动电路发音部分是通过三极管放大驱动蜂鸣器工作，再通过软件这时产生等时时间方波驱动蜂鸣器发出间断嘀声，这样就可以省去硬件振荡电路，降低成本。图2-6蜂鸣器驱动电路2.3软件部分的设计2.3.1主程序部分的设计程序部分主要采用了程序结构的模块化设计，避免了一些函数的不必要的重复书写，使程序变得单间易懂。程序在执行时，主