基于单片机AT89C51控制的电子时钟课题设计报告.docx
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基于单片机AT89C51控制的电子时钟课题设计报告
课程设计报告
论文题目单片机-电子钟
专业班级
学生姓名
学号
指导教师
宁波技师学院电气技术系
二零一三年九月
摘要
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,在现实生活中,各种数字钟已得到非常广泛的使用.数字钟的设计方法有许多种，例如可用中小规模集成电路组成数字钟，也可以利用好单片机来实现数字钟等。
这些方法都各有特点，其中利用中小规模集成电路组建数字钟，原理简单，但由于集成电路集成度有限，对于需要实现较多功能的电路设计比较复杂，对于制作者焊接和布线有比较高的要求。
用单片机实现的电子钟具有结构简单，并便于功能的扩展，但需要涉及到汇编以及C语言编写程序，对设计者有较高的要求。
1引言
数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒，数字显示的计时装置广泛用于个人家庭，车站，码头，办公室等公共场所，成为人民日常生活中不可少的必须品，由于数字集成电路的发展和石英振荡器的广泛应用，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活带来极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
比如定时自动报警，校时自动打铃，自动启闭路灯等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。
因此，研究数字钟及扩大其应用有着非常现实的意义。
2.总体设计方案
系统设计方案
本次设计的题目是可以正常的显示时、分、秒。
本系统利用单片机实现具有计时、校时等功能的数字时钟，是以单片机AT89C51为核心元件，同时采用四位一体数码管动态显示“时”、“分”、“秒”的现代计时装置。
它具有显示直观，校时功能等特点，利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点。
本次设计可分为两部分：
硬件部分、软件部分。
硬件部分包括：
AT89C51单片机四位一体显示器。
主要由AT89C51单片机、显示输出电路、按钮输入电路等几大部分组成。
具体说来，系统智能控制部分由单片机及其相关的外围电路组成，外围电路包括复位电路、数字钟电路、键盘设计。
利用单片机将复位电路、显示电路等正确的连接在一起，并通过单片机的编程来实现本次设计任务中的要求。
结构框图
3硬件设计
时钟电路
89C51片内没有一个由反向放大器所构成的震荡电路，XTAL1和XTAL2分别是振荡电路的输入端和输出端。
内部方式时钟电路只要在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡电路就能产生自激震荡，晶体频率可以在到12MHZ之间，电容值在5PF到30PF之间，电容可起频率微调作用，在5PF到30PF之间，频率越高，电容值越小
3．2复位电路
按键电平复位是通过复位端经电阻与VCC接通而实现的，也是一个高电平有效电路，无极电容C的两端不能突变，所以Ua=Vcc,Uab=Ua-Ub,Ub=Ua-Uab
四位一体数码管显示
4软件设计
主程序流程图
初始化
voidcsh（void）
{
TMOD=0X11;
TH0=0XF8;
TL0=0X30;
smg=0xff;
EA=1;
ET0=1;
minute=0;
minute1=0;
TH1=0xd8;
TL1=0xf0;
TR1=1;
ET1=1;
lsd_4=1;
数码管显示
voidsmgxs（void）
{
if（xtw==1）
{
xt_en4=1;
smg=smgxsm[qw];
xt_en1=0;
}
if（xtw==2）
{
xt_en1=1;
smg1=smgxsm[bw];
if（dp_en==1）
{
smg=smg1&0x7f;
}
else
{
smg=smg1;
}
xt_en2=0;
}
if（xtw==3）
{
xt_en2=1;
smg=smgxsm[sw];
xt_en3=0;
}
if（xtw==4）
{
xt_en3=1;
smg=smgxsm[gw];
xt_en4=0;
}
}
数码管关闭
voidsmggb（void）
{
smg=0xff;
}
按键处理
voidkey_cl（void）
{
if（zqz==0）
{
if（ziqz==1&&dqz==1）
{
smg_en=!
smg_en;
TR0=1;
}
if（ziqz==2&&dqz==2）
{
smg_tz=!
smg_tz;
}
if（ziqz==3&&dqz==3）
{
sj_xz=!
sj_xz;
}
if（ziqz==4&&dqz==4）
{
sjsz++;
if（sjsz==5）
{
sjsz=0;
}
}
if（ziqz==7&&dqz==7）
{
clock_en=1;
}
if（sjsz==1）
{
lsd_1=0;
if（ziqz==5&&dqz==5）
{
minute1++;
if（minute1>=10）
{
minute1=0;
minute++;
}
if（minute>=6）
{
minute=0;
minute1=0;
}
}
if（ziqz==6&&dqz==6）
{
minute1--;
if（minute1==-1）
{
minute1=9;
minute--;
}
if（minute==-1）
{
minute1=9;
minute=5;
}
}
}
if（sjsz==2）
{
lsd_1=1;
lsd_2=0;
if（ziqz==5&&dqz==5）
{
hour1++;
if（hour1>=10）
{
hour1=0;
hour++;
}
if（hour>=2&&hour1>=4）
{
hour=0;
hour1=0;
}
}
if（ziqz==6&&dqz==6）
{
hour1--;
if（hour1==-1）
{
hour1=9;
hour--;
}
if（hour==-1）
{
hour=2;
hour1=3;
}
}
}
if（sjsz==3）
{
lsd_3=0;
lsd_2=0;
if（ziqz==5&&dqz==5）
{
c_hour1++;
if（c_hour1>=10）
{
c_hour1=0;
c_hour++;
}
if（c_hour>=2&&c_hour1>=4）
{
c_hour=0;
c_hour1=0;
}
}
if（ziqz==6&&dqz==6）
{
c_hour1--;
if（c_hour1==-1）
{
c_hour1=9;
c_hour--;
}
if（c_hour==-1）
{
c_hour=2;
c_hour1=3;
}
}
}
if（sjsz==4）
{
lsd_3=0;
lsd_1=0;
lsd_2=1;
if（ziqz==5&&dqz==5）
{
c_minute1++;
if（c_minute1>=10）
{
c_minute1=0;
c_minute++;
}
if（c_minute>=6）
{
c_minute=0;
c_minute1=0;
}
}
if（ziqz==6&&dqz==6）
{
c_minute1--;
if（c_minute1==-1）
{
c_minute1=9;
c_minute--;
}
if（c_minute==-1）
{
c_minute1=9;
c_minute=5;
}
}
}
}
}
5制作与调试
在决定做数字钟的时候，先在PROTUES上画好图，进行仿真，刚开始的时候出现了几个错误，用错了了几个元器件，经过几次修改之后，终于在PROTUES上做好了，接着到Protel99S进行画图，因为已经在PROTUES上画好图了，所以只要对着PROTUES画图就可以了，基本上没什么困难，但有些图在图库上没有，要自己手动去画，花了比较上的时间，还有一个四位一体数码管的管脚，只要一画错，基本上就很麻烦了，所以画封装的时候，一定要搞懂四位一体数码管管脚是怎么接的，另外有几个元器件封装也要自己画。
在Protel99S上画完图之后打印给老师看，老师看了之后给我指出了几个小错误，而且跟我一样的有很多，以前根本没注意到过，总是认为自己看的懂就行了，现在知道不仅要自己看的懂，别人也一样要看得懂，不然画图就没意义了，改好之后又给老师看了一遍，老师觉得没问题就给我签字了，去把器件领好。
领好之后在Protel99S上画原理图，画完之后发现因为封装原因有好几个地方需要修改，浪费了比较长的时间，画好之后去打印出来给老师去看，老师说三极管的封装不对，太小了，会出问题，看了一下，发现真的有点小，改好之后检查一下，看看还有没有不够大的，发现按键貌似也有点小，很难放进去，于是把按钮的封装也改了一下，经过元器件一个一个放置之后，又给老师看了看，老师说没问题就去做电路板吧，于是当天晚上就开始加夜班，争取把电路板早点完成，还好晚上人也不是很多，也就十多个，也就在腐蚀电路板的时候等了一些时间，其余的时候没人跟你抢，板完成之后就开始焊元器件了，不过因为之前腐蚀和打孔的时候有几个孔比较难焊，所以那几个焊的比较难看，之前数字钟的程序写过，已经烧进单片机里面了，所以直接插进去就行了，结果是失望的，但庆幸的是，最起码电路没接错，只是反应跟预期的不一样而已，反了一下，老师说有人看表是这样看的，还不累死，只能程序改一下，把位选通改了一下，又把程序烧到单片机内，还好，成功了，不然估计要崩溃了，确定没问题之后给老师看过，就把电路板上交了。
6结论
通过这次实习，我发现了自己的很多的坏习惯，有一些是经常犯的，已经不是一次两次了，明明知道是你对的，但有时候就是控制不住去犯了，比如粗心大意，经常出一些小问题，可是出的问题不是很难的那种，只要注意点根本就可以避免。
还发现自己的很多不足，有时候有点懒散，专业知道学的也不够扎实，希望经过以后的时间能够改正这些坏习惯。
附录1系统实物图
附录2仿真图
附录三原理图
附录四PCB图
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