鄭州華信學院
課程設計任務書
題目: 簡單數字電子時鐘課程設計
專業: 電氣工程及其自動化
姓名: 王恆超
學號: 1002120133
班級: 10級電氣工程（1）班
完成期限： 2023年01月05日
指導教師簽名
課程負責人簽名
2023年12月25日
課程設計報告撰寫格式
1、課程設計說明書用紙一律採用a4幅面，有條件最好列印。列印正文用宋體小四號字；版面頁邊距：上2.
5cm，下2.5cm，左3cm，右2cm；頁碼用小五號字底端居中；左邊裝訂；行距22磅。
2、課程設計報告一般由以下幾部分組成：a．任務書； b．目錄； c．正文； d．參考文獻；e.附錄。
3、報告正文撰寫的題序層次格式：
鄭州華信學院
課程設計說明書
題目： 簡單數字電子時鐘課程設計
姓名： 王恆超
院 （系）： 機電工程學院
專業班級： 電氣工程一班
學號： 1002120133
指導教師： 宋東亞楊坤漓
成績時間： 2012 年 11 月 20 日至 2013 年 01 月 05 日
目錄1.引言 - 1 -
2.數電字子鐘的背景、意義、應用 - 2 -
3.設計方案 - 3 -
3.1.計時方案 - 4 -
3.2.顯示方案 - 4 -
3.3電子時鐘工作原理 - 4 -
4.總體設計及核心部件簡介 - 5 -
4.1總體設計 - 5 -
4.2核心部件簡介 - 5 -
4.2.1.89c51微控制器介紹 - 5 -
4.2.2數碼管顯示工作原理 - 7 -
5.總體設計框圖 - 8 -
6.硬體設計 - 10 -
7.軟體設計 - 11 -
8.**結果 - 16 -
8.1**結果分析 - 17 -
9.設計體會與總結 - 17 -
10.參考文獻 - 18 -
1.引言
單片計算機即單片微型計算機。由ram ,rom,cpu構成，定時，計數和多種介面於一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強，廣泛應用於智慧型產業和工業自動化上。
而51系列微控制器是各微控制器中最為典型和最有代表性的一種。這次課程設計通過對它的學習，應用，從而達到學習、設計、開發軟、硬的能力。本設計主要設計了乙個基於at89c51微控制器的電子時鐘。
並在數碼管上顯示相應的時間。並通過乙個控制鍵用來實現時間的調節和是否進入省電模式的轉換。應用proteus的isis軟體實現了微控制器電子時鐘系統的設計與**。
該方法**效果真實、準確，節省了硬體資源。
鍵字：微控制器；子時鐘；鍵盤控制。
2.數電字子鐘的背景、意義、應用
20世紀末，電子技術獲得了飛速的發展，在其推動下，現代電子產品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產力的發展和社會資訊化程度的提高，同時也使現代電子產品效能進一步提高，產品更新換代的節奏也越來越快。 時間對人們來說總是那麼寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當前的時間。忘記了要做的事情，當事情不是很重要的時候，這種遺忘無傷大雅。
但是，一旦重要事情，一時的耽誤可能釀成大禍。
目前，微控制器正朝著高效能和多品種方向發展趨勢將是進一步向著cmos化、低功耗、小體積、大容量、高效能、低**和外圍電路內裝化等幾個方面發展。下面是微控制器的主要發展趨勢。微控制器應用的重要意義還在於，它從根本上改變了傳統的控制系統設計思想和設計方法。
從前必須由模擬電路或數位電路實現的大部分功能，現在已能用微控制器通過軟體方法來實現了。這種軟體代替硬體的控制技術也稱為微控制技術，是傳統控制技術的一次革命。
微控制器模組中最常見的是數字鐘，數字鐘是一種用數位電路技術實現時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。
數字鐘是採用數位電路實現對時、分、秒數字顯示的計時裝置，廣泛用於個人家庭、車站、碼頭辦公室等公共場所，成為人們日常生活中不可少的必需品，由於數字積體電路的發展和石英晶體振盪器的廣泛應用，使得數字鐘的精度，遠遠超過老式鐘錶，鐘錶的數位化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且大大地擴充套件了鐘錶原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程式自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力裝置、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘錶數位化為基礎的。因此，研究數字鐘及擴大其應用，有著非常現實的意義。
數字鐘已成為人們日常生活中：必不可少的必需品，廣泛用於個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大的方便。由於數字積體電路技術的發展和採用了先進的石英技術，使數字鐘具有走時準確、效能穩定、攜帶方便等優點，它還用於計時自動報時及自動控制的領域。
3.設計方案
3.1.計時方案
使用微控制器內部的可程式設計定時器。 利用微控制器內部的定時計數器進行中端定時，配合軟體延時實現時、分、秒的計時。該方案節省硬體成本，但程式設計較為複雜。
3.2.顯示方案
對於實時時鐘而言，顯示顯然是另乙個重要的環節。通常led顯示有兩種方式：動態顯示和靜態顯示。
靜態顯示的優點是程式簡單、顯示亮度***、微控制器cpu的開銷小，節約cpu的工作時間。但占有i/o口線多，每乙個led都要占有乙個i/o口，硬體開銷大，電路複雜。需要幾個led就必須占有幾個並行口，比較適用於led數量較少的場合。
當然當led數量較多的時候，可以使用微控制器的序列口通過移位暫存器的方式加以解決，但程式編寫比較麻煩。 led動態顯示硬體連線簡單，但動態掃瞄的顯示方式需要占有cpu較多的時間，在微控制器沒有太多實時測控任務的情況下可以採用。 本系統需要採用6位led數碼管來分別顯示時、分、秒，因數碼管個數較多，故本系統選擇動態顯示方式。
3.3電子時鐘工作原理
一般電子鐘是乙個將「 時」，「分」，「秒」顯示於人的視覺器官的計時裝置。它的計時週期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，另外應有校時功能和報時功能。因此，乙個基本的數字鐘電路主要由解碼顯示器、「時」，「分」，「秒」計數器、校時電路、報時電路和振盪器組成。
主電路系統由秒訊號發生器、「時、分、秒」計數器、解碼器及顯示器、校時電路、組成。秒訊號產生器是整個系統的時基訊號，它直接決定計時系統的精度，一般用石英晶體振盪器加分頻器來實現。將標準秒訊號送入「秒計數器」，「秒計數器」採用60進製計數器，每累計60秒發出乙個「分脈衝」訊號，該訊號將作為「分計數器」的時鐘脈衝。
「分計數器」也採用60進製計數器，每累計60分鐘，發出乙個「時脈衝」訊號，該訊號將被送到「時計數器」。「時計數器」採用24進製計時器，可實現對一天24小時的累計。解碼顯示電路將「時」、「分」、「秒」計數器的輸出狀態用七段顯示解碼器解碼，通過七段顯示器顯示出來。
整點報時電路時根據計時系統的輸出狀態產生一脈衝訊號，然後去觸發一音訊發生器實現報時。校時電路時用來對「時」、「分」、「秒」顯示數字進行校對調整。
而該電子時鐘由89c51，button，六段數碼管等構成，採用晶振電路作為驅動電路，由延時程式和迴圈程式產生的一秒定時，達到時分秒的計時，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時，滿二十四小時為一天。而電路中唯一的乙個控制鍵卻擁有多種不同的功能，按下又鬆開，可以實現遮蔽數碼管顯示的功能，達到省電的目的；直接按下不鬆開，則可以通過按鍵實現分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續兩次按下按鍵不放鬆，則可實現小時的調節，同樣每按一次小時加一。
4.總體設計及核心部件簡介
4.1總體設計
利用微控制器（at89c51）製作簡易電子時鐘，由六個led數碼管分別顯示小時十位、小時個位、分鐘十位、分鐘個位、秒鐘十位、秒鐘個位。結合本設計實驗來說，要求顯示的時間為時，分，秒，並且都用兩位數碼管來實現顯示。因此，具體設計程式時，應盡可能多用一些子程式與資料暫暫存器單元。
本程式設計中，在主程式之外，可以設定時間值處理子程式，時間值顯示前的處理子程式，按鍵情況掃瞄子程式，1s定時中斷子程式以及5ms延時消除按鍵抖動子程式等多個小型的子程式。另外，可以設定一些資料單元作為資料暫存器。用28h，2ah,2bh和2ch位址單元分別作為顯示位數的掃瞄指標值暫存器，時暫存器，分暫存器和秒暫存器，再用20h位址單元作為顯示暫存器。
4.2核心部件簡介
4.2.1.89c51微控制器介紹
vcc：電源。
gnd：接地。
p0口：p0口為乙個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當p1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。
p0能夠用於外部程式資料儲存器，它可以被定義為資料/位址的第八位。在fiash程式設計時，p0 口作為原碼輸入口，當fiash進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。
p1口：p1口是乙個內部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩衝器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1後，被內部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由於內部上拉的緣故。
在flash程式設計和校驗時，p1口作為第八位位址接收。
基於微控制器的電子時鐘課程設計報告
目錄一 引言 二 設計課題 三 系統總體方案 四 系統硬體設計 1.硬體電路原理圖 2.元件清單 五 系統軟體設計 1.軟體流程圖 2.程式清單 六 系統實物圖 7 課程設計體會 八 參考文獻及 九 附錄 一 引言 微控制器因將其主要組成部分整合在乙個晶元上而得名，就是把 處理器 隨機儲存器 唯讀儲...
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