单片微型计算机原理与接口技术电子时钟设计.doc
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1、目录第一章 绪论21.1 电子时钟的概述21.2 电子时钟的发展现状及前景2第二章 控制系统的硬件设计32.1 电源模块32.2 处理器模块52.3 显示模块62.4 按键模块92.5 蜂鸣器模块10第三章 系统的的软件实现113.1 主程序流程图113.2 按键流程图133.3 时钟中断流程图153.4 显示流程图15第四章 系统的功能及性能测试19心得体会21参考文献22附件:程序清单第一章:绪论1.1 电子时钟的概述 1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表,从而奠定了电子时钟的基础,电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时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
2、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,基于单片机设计的电子时钟精确度较高, 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。从而,使电子时钟的精度仅仅取决于单片机的产生机器周期电路和定时器硬件电路的精确度。另外,程序较为简洁,具有可靠性和较好的可读性。如果我们想将它应用于实时控制之中,只要对上述程序和硬件电路稍加修改,便可以得到实时控制的实用系统,从而应用到实际工作与生产中去。该电子时钟由AT89C51,SN74LS04N ,按键,数码管等构成,采用晶振电路作为驱动电路,
3、由延时程序和循环程序产生的一秒定时,达到时分秒的计时,六十秒为一分钟,六十分钟为一小时,满二十四小时为一天,满三十一天为一个月,满十二个月为一年。通过K12键加1功能,完成分,时、日、月、年参数设定。每按一次就加一。日、月、年可通过按K14键、K15键查询,此时4位LED显示查询内容。1.2电子时钟的发展现状及前景 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、石英表都采用了晶体振荡技术,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,译码代替机械式传动,用LED数码管代替指针显示进而显示时间和日期,减小了误差,这种表具有时、分、秒显示时
4、间的功能和年月日显示日期的功能,还可以进行校对,片选的灵活性好。现在,电子时钟广泛应用于家庭、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4。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,研究电子时钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。本次实训设计制作了一种以MCS51单片机定时、中断功能完成时间的定时工作。要求整个系统具有参数设定、时
5、间运行、报时、查询当前年、月、日等功能。MCS51单片机全称为单片机微型计算机。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。本次实训我们使用的是8位单片机AT89C51。 这类单片机的寻址能力达64KB,片内ROM容量达4-8KB,片内除带有并行IO口外,还有串行IO口,甚至还有AD转化器功能。8位单片机由于功能强,被广泛用于自动化装置、智能仪器仪表、智能接口、过程控制、通信、家用电器等各个领域。第二章:电子时钟的总体方案设计及主要单元电路的设计2.1电源模块该部分电路图如下所示:在实际电路中采用一个电桥对我们常用的交流电进行整流。整流过后在对其进行降压稳压,最后得到+5V
6、电源为电子时钟工作。7805的介绍:电子产品中,常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78 系列和负电压输出的79系列。有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管,应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器(当然小功率的条件下不用)。当稳压管温度过高时,稳压性能将变差,甚至损坏。 我们这次实训选用7805,能输出稳定的+5V电压。在78 * 、79 * 系列三端稳压器中最常应用的是TO-220 和TO-202 两种封装。这两种封装的图形以及引脚序号、引脚功能如附图所示。从正面看引脚从左向右按顺序标注,接入电路时脚电压高于脚,脚为输出位。如对于78*正压系列,脚高电位,脚
7、接地,;对与79*负压系列,脚接地,脚接负电压,输出都是脚。2.2处理器模块该部分的电路图如下所示:单片机型号的选择:通过对多种单片机性能的分析,最终认为89C51是最理想的电子时钟开发芯片。89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的89C51是一种高效微控制器,而且它与MCS-51兼容,且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环,数据保留时间为10年等特点,是最好的选择。2.3
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