基于51单片机的小屏幕数字钟

学生姓名：学号：专业：电子信息工程论文题目：基于51单片机的小屏幕数字钟设计与制作指导教师：年3月5日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述●课题研究的背景数字钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，其应用场合很广泛，小到电子手表，大到公共场合的大型数码显示电子钟。本设计主要是用单片机控制LED显示。数码显示在单片机系统中有着广泛的应用，比如仪器仪表（万用表、转速表等）。一个完整的单片机系统需要提供输入输出装置，数码显示单元就是一种主要的输入输出装置，比起复杂的液晶显示，它具有设计简单、价格便宜的优点。数码管在系统中的主要作用是显示单片机的输出数据、状态等，因而，作为外围典型器件，数码显示是反映系统输出和操作输入的有效器件。数码管具备数字接口，可以很方便地和单片机系统连接；数码管的体积小、重量轻，并且功耗低，是一种理想的显示单片机数据输出内容的器件，在单片机系统中有着重要的作用。数字电子钟设计与制作可采用数字电路实现，也可采用单片机来完成。若用数字电路完成，所设计的电路相当复杂，成本也非常高。若用单片机来设计完成，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，那么就降低了硬件电路的复杂性，而且其成本也有所降低，所以在该设计与制作中采用单片机AT89S51，它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内改写或用编程器编程。另外，AT89S51的指令系统和引脚与8051完全兼容，片内有128B的RAM、32条I/O口线、2个16位定时器、5个中断源、一个全双工串行口等。●基本内容1硬件电路的设计本设计以AT89S51单片机为核心设计具有带秒显示的小屏幕数字钟，用小功率三极管推动1英寸数码管显示的电路，实现了以24小时为一个周期同时显示小时且具有秒、分、时校调功能。采用单片机实现数字钟功能，该电子钟使用12MHZ晶振,其工作原理是用汇编语言编程来实现时钟的“计时”、“定时”功能，然后用少量的外围毕业设计（论文）开题报告电路把单片机的结果输出即可。主要是用单片机控制LED显示。大体上有以下几个模块：晶体振荡器，复位，单片机，驱动显示部分，校时设置部分。该电子钟是以单片机AT89S51为核心来完成的，此单片机需要5V直流稳压电源，外围加0.22uF电容和电容0.1uF，主要作用是改善输入电压性能，消除电源中的波动纹波。复位是靠外部电路实现的，上电时，+5v电源立即对单片机芯片供电，同时对电容充电，电容上电压建起后又释放，从而产生一定宽度的正脉冲，是单片机实现上电复位。在单片机正常工作时，若按下复位按钮，RST上同样出现高电平，实现按钮复位。单片机的EA/VCC端接高电平，因为该引脚有效（低电平时），只选用片外程序存储器，否则计算机上电或者复位后选用片内程序存储器，本设计采用的是上电复位。外部晶振电路由2个30PF的电容和一个12MHZ的晶体振荡器构成。单片机片内含有一个高增益的反相放大器，通过XTAL1、XTAL2外接作为反馈元件的晶体后便成为自激振荡器，晶体呈感性，与电容构成并联谐振电路。振荡器的振荡频率主要取决于晶体，电容的值则具有微调作用，通常取30PF左右。这样产生的机器周期就为1us。在硬件电路中采用P1口作为6位LED数码管的驱动接口，为了简化电路，降低成本，6个共阳LED显示器共用一个8位的I/O口采用动态显示，数码管各段分时扫描显示，需要显示的字形是通过P1口送出的。6位的LED数码管的位选线分别由P2.0-P2.5来控制，而将其相应的位选线并联在一起由三极管驱动这些共阳数码管。采用此扫描显示方法时，P1口控制显示的字形，P2.0-P2.5控制哪个数码管显示，由于扫描周期非常短因此只要让单片机在显示时不停的进行扫描以达到人眼发现不了数码管有熄灭的时候，以造成视觉暂留效果。在电路中还设有三个按键S1，S2,S3用来进行校时的设置，他们分别与单片机的P2.0、P2.1、P2.2口相连接，通过在单片机内部编程是判断哪个键是否被按下来是校时、分或秒。毕业设计（论文）开题报告2软件程序的设计流程图开始定时/计数器初始化启动定时/计数器T0开定时中断TF0=1?P2.0=0?P2.1=0?调用定时中断服务程序调用LED扫描子程序结束较秒校分NNNYYY主程序YP2.2=0?N校时Y计数子程序毕业设计（论文）开题报告LED扫描子程序：中断：R5=0FE，指向第一个显示器R1指向秒的低位的计数器把地址R1+DPTR的字形码送到P1口延时1msR1加1，指向秒十位的计数器将R5的值放入A中把A的内容放入R5中A的内容左移1位ACC.5=0?重新装入计数初值秒累加器加1秒累加器中的值=60?定时1秒?分累加器加1秒累加器清零分累加器中的值=60?开始NNN开始N分累加器清零时累加器加1时累加器中的值=24?时累加器清零N返回将R5的内容送至P3口输出P3=0FFP1=0FF返回Y毕业设计（论文）开题报告2．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）●研究方法及步骤1了解和掌握汇编语言的编程规律和各种指令。2设计出以AT89S51单片机为核心的带秒显示的小屏幕数字钟。3设计出采用小功率三极管推动1英寸共阳数码管显示的电路。4具有时、分和秒的校调功能。5设计出编程的流程图。6根据流程图，用汇编语言设计出带秒显示的数字钟的程序。7用Prtoel99SE软件设计出以AT89S51单片机为核心的用1英寸共阳数码管显示的大屏幕带秒显示的数字钟原理图。8根据原理图用Protel99SE软件设计出PCB底板。9选取元器件，焊接线路板焊接完以后进行调试，组装。●主要参考文献：1肖来胜冯建兰夏术兰主编单片机实用教程华中科技大学出版社2006年2月。2韩建国冯静编著单片机原理及应用中国计量出版社2006年。3喻宗泉喻晗李建民编著单片机原理及应用技术西安电子科技大学出版社2006年4月。4杨将新李华军刘东骏编著单片机程序设计及应用基础电子工业出版社2006年3月。5杨西明朱琪主编单片机编程与应用入门机械工业出版社2004年月1月。6刘文涛编著单片机语言C51典型应用设计人民邮电出版社2005年4月。7范凤强兰丽编著单片机语言C51应用实战集绵电子工业出版社2005年3月。8张洪润刘秀英张亚凡等编著单片机应用设计200例上册、下册北京航空航天大学出版社2005年6月。9孟贵华编著电子元器件选用、使用、检测一本通中国电力出版社2006年月1月。10杜刚主编电路设计与与制板Protel应用教程清华大学出版社2006年3月。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见：1．对“文献综述”的评语：对设计课题综述详细，对所涉及到的专业知识掌握的比较好，设计步骤明确、清楚。可以进入下一步的设计工作。2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：本设计课题内容的深度、广度符合本专业应该掌握的知识范围之内。这次毕业设计必须做出实物，工作量适中，对于提高学生的综合素质有很大的帮助。指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日