STC89C52RC单片机电子时钟课程设计:软时钟实现与功能详解

2 下载量 91 浏览量 更新于2024-06-28 1 收藏 320KB DOC 举报
"基于单片机的电子时钟课程设计是一项针对单片微型计算机技术的实际应用项目,旨在通过STC89C52RC单片机进行设计和开发。课程的核心内容包括课题任务、理论基础、硬件系统设计以及软件系统设计。 1. 设计课题任务与原理: - 课题任务明确,要求设计一个24小时周期的电子时钟,采用软件编程实现,利用单片机的定时器/计数器功能,配合12MHz晶振实现精确计时。 - 软时钟原理涉及到了单片机的定时和计数功能,通过延时程序产生时间中断,实现秒、分、小时的计数逻辑,确保时间的准确性和稳定性。 2. 硬件系统设计: - 课程设计中涉及的主要器件有单片机、12MHz晶振、8位7段LED数码管以及四个按键(K0-K2和RST)。每个器件的介绍对于理解整个系统的结构至关重要。 - 硬件电路连接图展示了各个组件如何相互连接,包括单片机与外部元件的接口,确保信号的传输和处理。 3. 软件系统设计: - 单片机资源的使用情况是软件设计的基础,包括寄存器配置和I/O口分配,以实现不同功能模块的控制。 - 软件系统模块功能简要介绍,例如定时器/计数器的初始化、中断处理、显示时间和按键处理等。 - 程序流程框图直观地展示了软件执行的逻辑路径,有助于理解和优化算法。 4. 实践与总结: - 课程设计的实施过程中,学生不仅掌握了单片机的编程技巧,还进行了误差分析,评估了设计结果的准确性。设计体会部分可能包含了学习过程中的困难、解决策略以及对单片机应用的理解深化。 5. 参考文献: - 课程设计依赖于相关理论知识,引用了必要的技术资料和研究,为设计提供了理论支持。 本课程设计是一个结合理论与实践的项目,旨在锻炼学生的单片机应用能力,通过实际操作加深对单片机工作原理、硬件选型和软件设计的理解,培养电子时钟开发和调试的技能。"
2023-02-27 上传
目录 一、 引言········ 二、 设计课题········· 三、 系统总体方案········· 四、 系统硬件设计······ 1.硬件电路原理图 2.元件清单 五、 系统软件设计········· 1.软件流程图 2.程序清单 六、 系统实物图········ 7. 课程设计体会········ 八、 参考文献及网站········· 九、 附录········· 1. 引言 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名.就是把中 央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部 件集成在一个芯片上。 基于单片机设计的数字钟精确度较高. 因为在程序的执行过程中. 任何指令都不影响定时器的正常计数.即便程序很长也不会影响中断的时间。 数字钟是采用数字电路实现对日期、时、分、秒.数字显示的计时装置.由 于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用.使得数字钟的精度.远远超过老式 钟表.钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便.而且大大地扩展了钟表的报时功 能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品.广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公 室等场所.给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此.在现代化的进程中.也 离不开电子钟的相关功能和原理.比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按 时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力 设备、甚至各种定时电气的自动启用等.所有这些.都是以钟表数字化为基础的。而且是 控制的核心部分。因此.研究数字钟及扩大其应用.有着非常现实的意义。 本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接.以AT89C51芯片为核心.采用动态扫描 方式显示.通过使用该单片机.加之在显示电路部分使用HD74LS373驱动电路.实现在8个L ED数码管上显示时间.通过4个按键进行调时、复位等功能.在实现各功能时数码管进行相 应显示。软件部分用C语言实现.分为显示、延迟、调时、复位等部分。通过软硬件结合 达到最终目的。 二.设计课题:基于单片机的数字时钟设计 三.系统总体方案 图2.1 整体设计思路 针对要实现的功能.拟采用AT89C51单片机进行设计.AT89C51 单片机是一款低功耗.高性能CMOS8位单片机.片内含4KB在线可编程(ISP)的可反复擦写 1000次的Flash只读程序存储器.器件采用高密度、非易失性存储技术制造.兼容标准MCS - 51指令系统及80C51引脚结构。这样.既能做到经济合理又能实现预期的功能。在程序方 面.采用分块设计的方法.这样既减小了编程难度、使程序易于理解.又能便于添加各项功 能。程序可分为闹钟的声音程序、显示程序、闹钟显示程序、调时显示、定时程序。运 用这种方法.关键在于各模块的兼容和配合.若各模块不匹配会出现意想不到的错误。 四、 系统硬件设计 1.硬件电路原理图 (1)复位电路 单片机有两种基本复位方式:即上电复位和按键复位。本次设计用按键复位.如下 图所示.通过接通按钮开关.使单片机进入复位状态。本次按键复位清零。各元件参考下 图。 时钟电路 键盘电路 按键处理设置为: 如没有按键.则时钟正常走时。 按下K0键:进入调分状态.时钟停止走动; 按K1和K2键:可进行加1和减1操作; 继续按K0键:可分别进行分和小时的调整; 最后按K0键:退出调整状态.时钟开始计时运行 电路图如下: (4)显示电路 本次数码管采用共阴极8段式LED数码管QH5011AS。该数码管参数见附录本系统共用 8个数码管.从右到左依次显示秒个位、秒十位、横线、分个位、分十位、横线、时 个位和时十位。数码管显示的信息用8个内存单元存放.这8个内存单元称为显示缓冲 区.其中秒个位和秒十位、分个位和分十位、时个位和时十位分别由秒数据、分数据 和小时数据分拆得到。在本系统中数码管显示采用软件译码动态显示。在存储器中 首先建立一张显示信息的字段码表.显示时.先从显示缓冲区中取出显示的信息.然后 通过查表程序在字段码表中查出所显示的信息的字段码.从P0口输出.同时在P2口将 对应的位选码输出选中显示的数码管.就能在相应的数码管上显示显示缓冲区的内容 。 同时采用NPN型三极管.三极管接法如下图.其中当三极管基极高电平时.数码管 共阴极为高电平.三极管基极接低电平时.数码管共阴极为低电平.该位选中。还采用 了74LS373锁存器.用来缓存输入数码管段选的高低电平.提高电路稳定性。 电路图如下: 总原理图: 元件清单 " 品名 " 规格型号 " 数量 " "单片机及座子 "STC89C51RC "1 " "晶振 "12MHz "1 " "独石电容 "30pF "2 " "电解电容 "47μF "2 " "电解电容 "10μ