基于AT89C51单片机的数字电子时钟设计

/安徽工程大学机电学院单片机课程设计题目：数字电子时钟设计指导老师：龙海燕制作人员：范超学号：313107010212班级：自动化2132日期：7月13日-7月24日总评成绩：课程任务设计书设计题目：数字电子时钟的设计设计任务：1.设计一款时，分，秒可调数字电子时钟可整点报时；2.设计三个按键K1，K2和K3，用于调节时钟的时间；3.用8个、七段LED数码管作为显示设备，开机显示00-00-00；摘要本设计采用AT89C51单片机为核心器件。具有电子钟显示，时间调整，整点报时等功能。此数字钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。根据60秒为一分、60分为1小时的计数周期，构成秒、分、时的计数，实现计时的功能。而且能显示清晰、直观的数字符号。针对数字钟会产生误差的现象，就设计有校准时间的功能。AT89C51单片机控制的数字钟的硬件结构与软件设计,给出了汇编语言源程序。此数字钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为24时00分00秒，另外应有校时功能。电路由时钟脉冲发生器、时钟计数器、译码驱动电路和数字显示电路以及时间调整电路组成。用晶体振荡器产生时间标准信号，这里采用石英晶体振荡器。根据60秒为1分、60分为1小时、24小时为1天的计数周期，分别组成两个60进制（秒、分）、一个24进制（时）的计数器。显示器件选用LED八段数码管。在译码显示电路输出的驱动下，显示出清晰、直观的数字符号。针对数字钟会产生走时误差的现象，在电路中就设计有有校准时间功能的电路。关键字：Proteus,KeiluVision，AT89C51，电子钟，整点报时目录摘要........................................................................................................................................3第1章概述..............................................................................................................51.1设计背景.........................................................................................................51.2系统方案论证与设计………………………………………………..………5第2章系统硬件设计..............................................................................................72.1系统总电路的设计....................................................................................................72.1.1系统的总框图................................................................................................2.1.2芯片的选择..................................................................................................72.2最小系统设计...............................................................................................................92.2.1时钟电路的选择与设计............................................................................102.2.2复位电路的选择与设计..............................................错误!未定义书签。2.3发声电路的选择与设计............................................................................................102.4按键电路的选择与设计..............................................................................................................112.5显示电路的选择与设计...............................................................................................................11第3章系统软件设计.......................................................................................................123.1系统流程图..............................................................................................................123.2子程序的介绍..........................................................................................................133.2.1显示子程序..................................................................................................133.2.2按键扫描程序.............................................................................................14第4章软件仿真...............................................................................................................164.1Protues软件的介绍............................................................................................164.2keil软件的介绍..................................................................................................164.3仿真电路图...........................................................................................................174.4仿真结果与分析...................................................................................................17小结.......................................................................................................................................19参考文献...............................................................................................................................20附录A电路图....................................................................................................................21附录B程序........................................................................................................................21第1章概述1.1设计背景单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块硅芯片内集成了各种计算机功能部件，构成一种单片式的微型计算机。20世纪80年代以来，随着国际上单片机迅速发展，其应用不断深入，新技术层出不穷。也因为其体积小，功能强，成本地，尤其是随着CMOS工艺的发展，耗电也大大低于其它相似的电子产品，被广泛应用于智能产品和工业控制之中。其中最著名的生产商就是INTEL公司，其开发的51系列单片机是目前市场上最典型和最有代表性的一种，也是国内市场用的最多的单片机。在其之后，世界上许多著名的半导体厂商相继生产和这个系列兼容的单片机，这就使得其产品型号不断地增加，品种不断丰富，功能不断增强。在国内外单片机应用中占有非常重要的地位。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用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。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案1.2系统方案论证与设计方案一：由若干个74LS160、电阻、开关、电容、LED数码管、与非门和74153组成。这个方案较复杂，组成部件较多，连线复杂，不够简洁；但是思路清晰。方案二：由主芯片AT89C51、电阻、电容、8个8段LED数码管、开关组成。这个方案较为简化，应用部件少，连线简单。为了节约时间成本，所以在本设计中采用方案二来设计数字时钟电路。第2章系统硬件设计2.1系统总电路的设计2.1.1系统的组成与总框图数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路，由于计数的起始时间不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1MHZ时间信号必须做到准确稳定，通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。时钟电路由主芯片AT89C51和时钟电路，复位电路，按键电路，LED显示，声响电路组成。数字钟系统的总框图如图2.1所示：图2.1系统的总框图2.1.2芯片的选择通过对多种单片机性能的分析，最终认为AT89C51是最理想的电子时钟开发芯片。所以本设计采用AT89C51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