LED电子钟设计

LED电子钟设计1******大学课程设计任务书课程单片机课程设计题目LED电子钟设计专业测控技术与仪器姓名***学号*****一、任务设计一款基于AT89C51单片机的LED电子钟，实现钟表的时、分、秒显示功能。二、设计要求[1]利用单片机AT89C51和LED数码管设计一个数字时钟。[2]在6位数码管上显示当前时间。显示格式“时时分分秒秒”。[3]同样，在数码管上显示出当前日期。显示格式“年年（后两位）月月日日”。用按键在时间显示和日期显示之间切换。[4]实现年月日，时分秒的调整。三、参考资料[1]万光毅.单片机实验与实践教程[M].北京航空航天大学出版社,2005.1.[2]张毅刚.单片机原理及应用[M].高等教育出版社,2003:160-190.[3]Philips.74HC595.datasheet.PhilipsSemiconductors.2003Jun25.[4]李光飞.单片机课程设计指导[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.[5]金炯泰,金奎焕.如何使用KEIL编译器[M].北京航空航天大学出版社,2002.完成期限*********指导教师*********专业负责人**************年*月**日LED电子钟设计2目录第1章绪论...............................................................................................31.1LED电子钟概述..............................................................................31.2LED电子时钟技术状况....................................................................31.3本设计任务......................................................................................4第2章总体方案论证与设计..................................................................52.1LED显示电子时钟设计思路.............................................................52.2时钟系统方案论证...........................................................................52.3元件清单.........................................................................................6第3章系统硬件设计..............................................................................73.1单片机控制系统...............................................................................73.2各部分功能的实现...........................................................................7第4章系统的软件设计........................................................................104.1软件主要完成功能.........................................................................104.2程序设计.......................................................................................104.3软件设计的主要流程......................................................................10第5章系统调试与测试结果分析........................................................135.1系统调试.......................................................................................135.2测试结果.......................................................................................14结论.......................................................................................................15参考文献...................................................................................................16附录1程序............................................................................................17附录2仿真效果图...............................................................................25LED电子钟设计3第1章绪论在电子技术飞速发展的推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。电子钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。特别是基于LED光源设计的电子钟更是得到蓬勃发展。LED光源因具有节能、环保、长寿命、安全、响应快、体积小、色彩丰富、发光效率高、可控性好等优点，被认为是节电降能耗的最佳实现途径。并广泛的应用于公交汽车，商店，学校和银行等公共场合的时间显示、定时、计时等。1.1LED电子钟概述1957年，世界上第一个电子表问世，从而奠定了电子钟的基础，电子钟开始迅速发展起来。现代的电子钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人们日常生活不可缺少的工具。采用单片机为中心的电子钟编程灵活，便于电子钟功能的扩充，即可用该电子钟发出各种控制信号，精确度高等特点，同时可以用该电子钟发出各种控制信号。1.2LED电子时钟技术状况为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，所以可采用动态显示法实现LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。除此之外，时分显示采用动态扫描，以降低对单片机端口数的要求，同时也降低系统的功耗。1.2.1LED动态显示的原理LED电子钟设计4数码管的动态显示利用视觉暂留作用，使得人眼看到的是静态的不变的显示，视觉暂留时间约为0.01秒，因而每次显示的时间间距要比较短。首先向LED显示器数据端口发送第一个8位数据。此时只有一位低电平而其他口都为高电平，因此只有LED数码管显示该数码，让其显示1ms。然后可以发送第二个数据，同时应使其对应的位码为低电平且保证其他位为高电平。依次类推，对各显示器进行扫描，显示器分时轮流工作。虽然只有一个显示器显示，但由于人的视觉暂留现象我们仍会感觉所有的显示器都在同时显示。它的优点是硬件电路简单，占用较少的I/O口，但其传送速度相对较慢。采用此方法，除了单片机以外，没用到其他芯片。由数码管的显示原理，再考虑到数码管上显示的数字对应与一个八位的二进制数，0~9一共十个，把显示这些数对应的数码管段信息存到程序存储器的TABLE表中，将DPTR作为指针，用程序分配的地址单元分别存储实际的时分秒、年月日的数字，把存储的数字用DIV指令分出高低位，作为偏移量，这样，程序中通过查表，就把实际的数字和数码管中显示的数字对应起来了。1.3本设计任务(1)利用单片机AT89C51和7段LED数码管设计一个数字时钟。(2)在6位数码管上显示当前时间。显示格式“时时分分秒秒”。(3)在6位数码管上显示当前日期。显示格式“年年（后两位）月月日日”。用按键在时间显示和日期显示之间切换。(4)实现年月日，时分秒的调整。LED电子钟设计5第2章总体方案论证与设计本系统采用单片机AT89C51为LED显示屏的控制核心，系统主要包括LED驱动模块、按键输入模块等。下面对各模块的设计逐一进行论证比较。2.1LED显示电子时钟设计思路按照系统的设计功能要求，本时钟系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力配合按键控制，来控制时钟的调整及显示。2.2时钟系统方案论证2.2.1单片机的选择对于单片机的选择，如果用8031系列，由于它没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不可用；51系列单片机的ROM为4K，对于我们设计的系统可能有点小；52系列单片机与51系列的结构一样，而ROM扩大为8K，对我们设计系统提供充足的空间进行功能的扩展。再有51系列单片机与52系列的单片机价格差不多。但此次51的内存足够我们使用了，因此，我们选择51系列的单片机。2.2.2显示系统方案比较方案1：用液晶1602显示。方案2：用LED数码管显示。时钟和温度的显示可以用LED，价格便宜。而且LED数码管能显示简单的设计的系统，与我们设计要求相符，因此我们选择方案2。2.2.3键盘控制方案的选择方案1：购买集成键盘，采用矩阵形式连接。方案2：购买单个复位开关做成键盘。I/O口对于我们的设计绰绰有余。通常我们选用价格便宜单个复位开关做成键盘。LED电子钟设计6在本系统的电路设计方框图如图2-1所示，它由三部分组成:（1）控制部分主芯片采用单片机AT89C51。（2）显示部分采用LED数码管实现时钟显示。（3）时钟调节部分使用按键来控制。图2-1系统总原理图2.3元件清单电子钟元件清单如表2-1所示。表2-1电子钟元器件清单元件名称规格型号数量（个）单片机AT89C511时钟芯片DS130216位一体的共阴LED显示器7SEG-MPX6-CC-BLUE1晶振12MHz2电容30pF2电容22μF1按键BUTTON6电阻3001电阻1K1LED灯LED-RED1排阻RESPACK-81时钟电路按键调时微型控制器数据显示LED电子钟设计7第3章系统硬件设计3.1单片机控制系统本次智能仪器设计时钟电路，使用了ATC89C51单片机芯片控制电路和单片机DS1302时钟芯片，单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒，年、月、日同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过三个模块：键盘、芯片、显示屏即可满足设计要求。3.2各部分功能的实现3.2.1控制部分（AT89C51）单片机采用51系列单片机。由ATMEL公司生产的AT89C5