基于89C52单片机的电子时钟的课程设计

课程设计(论文)题目名称基于89C52的电子时钟课程名称单片机原理及应在电气测控学科中的应用学生姓名学号系、专业电气工程10自动化指导教师朱群峰2012年6月1日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业10自动化学生姓名学号题目名称基于89C52的电子时钟设计设计时间2012年5月21日—2012年6月1日课程名称单片机原理及应在电气测控学科中的应用课程编号121200105设计地点数字控制与PLC实验室（305）一、课程设计（论文）目的课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。单片机课程设计，要求学生更多的完成软硬结合的动手实践方案，解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象.《单片机课程设计》是继《电子技术》、和《单片机原理与应用》课程之后开出的实践环节课程，其目的和任务是训练学生综合运用已学课程“电子技术基础”、“单片机原理及应用”的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作,掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。二、已知技术参数和条件1、电子时钟见第三项“任务和要求”具体参数2、89C52系列单片机；3、KEIL软件；Wave软件4、THKSCM-1型单片机实验系统。三、任务和要求设计要求：熟悉单片机的I/O口原理；掌握LCD驱动电路和LCD显示的原理；掌握定时计数器的使用。设计任务：设计一个电子时钟，①要求实时显示时间（时钟/分钟/秒钟）②要求可以通过按键设置当前时间。1、要求设计出电气原理图；2、要求设计出程序流程图和程序；3、要求设计出实物仿真模拟调试。注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）1、单片机课程设计指导，北京航空航天大学出版社，楼然苗等2007年7月2、单片机实验与实践教程，北京航空航天大学出版社，何立民等2004年7月3、THKSCM-1型单片机实验系统实验指导书、KEIL软件，WAVE软件4、数字控制与PLC实验室”THKSCM-1型单片机实验系统”。五、进度安排2012年5月21日-22日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求总体方案设计2012年5月23日-25日：硬件电路设计2012年5月26日-28日：软件设计2012年5月29日-30日：系统调试改进2012年5月31日：整理书写设计说明书2012年6月1日：答辩并现场考核六、教研室审批意见教研室主任（签名）：年月日七|、主管教学主任意见主管主任（签名）：年月日八、备注指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名学号系电气工程专业班级10自动化题目名称基于89C52的电子时钟设计课程名称单片机原理及应用一、学生自我总结回顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在接近两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，不仅可以巩固以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的道理，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到很多问题，可以说是困难重重，毕竟这是第一次做，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对单片机C语言掌握得不好……通过这次课程设计，明白了一定要经常温习以前所学的知识，毕竟温故而知新。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，还好在朱群峰师的辛勤指导下，终于游刃而解。同时，对给过我帮助的各位指导老师和所有同学再次表示衷心的感谢！学生签名：2012年6月1日二、指导教师评定评分项目平时成绩论文答辩综合成绩权重304030单项成绩指导教师评语：指导教师（签名）：年月日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。摘要电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合都用到电子时钟。现在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、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LCD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。本课程设计就是用一块89C52单片机和一块LCD1602液晶显示屏及其他元器件设计出一个电子时钟。用单片机的定时器来产生时钟信号，用液晶显示屏来显示时钟的变化，通过扫描几个按键来控制时钟。把这几个模块的程序及原理图设计好后组合在一起就成了一个电子时钟。关键词：89C52单片机；LCD1602液晶；定时器；石英晶体振荡器。目录摘要....................................................................................I1电子时钟总体设计....................................................11.1设计任务与要求…………………………………………………….11.2方案设计与论证…………………………………………………….12单片机应用系统简介………………………………………………22.1单片机结构………………………………………………………….22.2单片机的封装形式，引脚定义及功能…………………………….32.3定时/计数器………………………………………………………….42.4键盘接口技术………………………………………………………..52.5复位操作……………………………………………………………..82.6显示控制模块………………………………………………………..83硬件电路设计…………………………………………………133.1电子时钟的原理图…………………………………………………133.2单元电路设计………………………………………………………134软件设计………………………………………………………174.1系统主程序设计……………………………………………………174.2主程序清单…………………………………………………………194.3系统调试……………………………………………………………245结论与心得………………………………………………………25参考文献………………….…………………………………………….26附录…………………………………………………………………….27致谢……………………………………………………………………..301电子时钟总体设计1.1设计任务与要求设计要求：熟悉单片机的I/O口原理；掌握LED驱动电路和LED显示的原理；掌握定时计数器的使用。设计任务：设计一个电子时钟，①要求实时显示时间（时钟/分钟/秒钟）②要求可以通过按键设置当前时间。1、要求设计出电气原理图；2、要求设计出程序流程图和程序；3、要求设计出实物仿真模拟调试；4、用C语言编程，用proteus仿真。1.2方案设计与论证方案：该系统采用52系列单片机AT89C52作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能的扩张和更改。MCS-52单片机特点如下：(1)单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以写在ROM里，许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高，易扩充。(2)单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输出引脚，可扩充为各种规模的微电脑系统。(3)控制功能强：单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳跃指令。其原理框图如图1.1所示:图1.1电子时钟原理框图AT89C52最小应用系统按键电路晶振电路复位电路LCD显示时间蜂鸣器电路2单片机应用系统简介2.1单片机结构2.1.189C52单片机的功能结构如下图所示，单片机是属于三总线结构，89C52单片机功能方框图如图2.1所示：图2.1单片机内部结构框图2.1.2单片机内容结构单片机的内部结构如图2.2所示。从图中看出，它具有以下特征；(1)适于控制应用的8位CPU(2)56字节片内数据存储器，分高低两个128字节(3)4K字节片内程序存储器(4)64KB程序存储器空间(5)64KB数据存储器空间(6)4个8位共32根双向并可按位寻址的I/O口线(7)两个16位定时/计数器；(8)一个全双工的串行I/O接口(9)有5个中断源(10)片内时钟振荡器(11)具有布尔处理（位处理）能力中断控制外部中断振荡器内部中断定时器定时器计数器输入64KB总线扩展控制控制信号I/O端口可编程全双工串行口地址/数据据据存储器图2.2单片机内部结构2.2单片机的封装形式、引脚定义及功能2.2.189C52封装89C52系列单片机具有双列直插式和方形两种封装。如图2.3所示图2.3双列直插式和方形2.2.289C52系列单片机引脚功能口驱动器口锁存器定时和逻辑控制器件指令寄存器口驱动器中断、串行、通道和定时器模块（TX）口锁存器（RX）程序计数器PC程序地址寄存器口驱动器口锁存器地址寄存器寄存器口锁存器口驱动器堆栈指针SP缓冲器加器（1）引脚分布：如图2.4所示为双列直插式引脚分布图图2.4双列直插式引脚分布图（2）引脚功能VCC----工作电源+5VGND----电源地ALE/PROG-----访问外部存储器时作为低8位地址锁存控制信号；在对EPROM编程时作为编程脉冲输入；在不访问外部存储器和非EPROM编程状态下，该脚输出频率为1/6单片机晶振频率的方波信号，该信号，可作为时钟脉冲，但在访问数据存储器时会丢失一个脉冲；PSEN——外部程序存储器读选通信号.EA/VPP——访问程序存储器控制信号。当EA为低电平时，只读外部存储器，当EA为高电平时则先读内部程序存储器，再读外部程序存储器；这个引脚在编程时接编程电压VPP.RST——复位信号，对系统复位信号要2T。XTAL1——片内振荡电路输入端。XTAL2——片内振荡电路输出端。P0-P3——输入输出端口。2.3定时／计数器2.3.1定时/计数器结构89C52单片机内部设有两个16位定时/计数器，简称为定时器0（T0）和定时器1（T1）。定时器／计数器的结构如图2.5所示：TMOD---方式控制寄存器,用于设定定时／计数器的工作方式TCON---定时器控制寄存器,用于启动定时／计数器IE---中断允许控制寄存器：定时／计数器是微机的中断源图2.589C52单片机内部定时／计数器的结构2.3.2工作原理89C52系列单片机内部定时／计数器的工作原理可用图2.6来说明。图2.6定时／计数器的工作原理图定时/计数功能选择：当C／T＝0时，为定时器功能，此时，C与A相连（计数脉冲为机器周期）；当C／T＝1时，为计数功能，此时，C与B相连（计数脉冲从P3.4或P3.5口输入）。定时/计数器设置：定时／计数器设置由工作方式控制寄存器（TMOD）、定时控制寄存器（TCON）以及中断允许寄存器（IE）共同完成。2.4键盘接口技术工作方式ＤＢ中断溢出ＴＣＯＮ（８８Ｈ）ＴＭＯＤ（８９Ｈ）定时器１定时器０１（Ｐ３.5）溢出启动启动工作方式中断INT1INT00（Ｐ３.5）晶振÷1