数字电子钟.docx

数字电子钟单片机技术课程设计说明书数字电子钟院、部：电气与信息工程学院学生姓名：61素色指导教师：王韧职称副教授专业：电子信息工程班级：电子IlO班完成时间：2013年12月23日湖南工学院课程设计任务书课程：单片机技术课程设计题目：数字电子钟数字频率计数字电压表交通灯抢答器密码锁波形发生器数字温度计计算器数字式秒表适用班级：电子IIol2、通信11023通信1101电子1103时间：20132014学年第一学期指导教师：王韧单片机技术课程设计任务书一、设计题目：数字电子钟、数字频率计、数字电压表、交通灯、抢答器、密码锁、波形发生器、数字温度计、计算器、数字式秒表。二、适用班级：电子HOl2、通信11023、通信1101电子1103三、指导教师：王韧四、设计目的与任务：学生通过理论设计与实物制作解决相应的实际问题，巩固与运用在单片机技术中所学的理论知识与实验技能，掌握单片机应用系统的通常设计方法，提高设计能力与实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。五、设计内容与要求设计内容1、数字电子钟设计一个具有特定功能的电子钟。该电子钟上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，如今可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。2、数字频率计设计一个能够测量周期性矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。该频率计上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态。按频率测量键则测量频率；按周期测量键则测量周期；按脉宽测量键则测量脉宽；按占空比测量键则测量占空比。3、数字电压表设计一个能够测量直流电压的数字电压表。测量电压范围05V,测量精度小数点后两位。该电压表上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态，按测量开始键则开始测量，并将测量值显示在显示器上，按测量结束键则自动返回“P.”状态。4、交通灯设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。该交通灯上电或者按键复位后能自动显示系统提示符”，进入准备工作状态。按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。要求甲车道与乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，同时1秒闪烁一次。有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。5、抢答器设计一个具有特定功能的抢答器。该抢答器上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。主持人按下开始按钮后，抢答开始并限定时间30S；IOS内无人抢答，蜂鸣器发出音响；主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器，抢答违规，显示器显示违规台号，违规指示灯亮，其它按钮不起作用；正常抢答，显示器显示台号，蜂鸣器发出音响，其它抢答按钮无效；正常抢答下，从按下抢答按钮开始30S内，答完按钮没按下，则作超时处理，超时处理时，违规指示灯亮，显示器显示违规台号。蜂鸣器发出音响；各台数字显示的消除，蜂鸣器音响及违规指示灯的关断，都要通过主持人按复位按钮。6、密码锁设计一个具有特定功能的密码锁。该密码锁上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。该密码锁具有系统原始密码888888,用户能够设定并存储用户密码，密码输入时应处于保密显示状态，密码输入正确时应显示密码输入正确提示信息，否则，显示密码输入错误提示信息。7、波形发生器设计一个具有特定功能的波形发生器。该波形发生器上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。该波形发生器能够分别产生幅值05V、频率100Hz100KHz范围内的三角波、锯齿波、方波、梯形波与正弦波。8、数字温度计设计一个具有特定功能的数字温度计。该数字温度计上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.“，进入准备工作状态。测量温度范围0°C99°C,测量精度小数点后两位，能够通过开始与结束键操纵数字温度计的工作状态。9、计算器设计一个具有特定功能的计算器。该计算器上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。能实现（1）基本的加、减、乘、除、平方、开方；（2）三角函数运算；（3）十进制、十六进制转换运算；（4）其他功能。10、数字式秒表设计一个具有特定功能的数字式秒表。该数字式秒表上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。该数字式秒表应具有开始、暂停、连续、清零与停止功能。设计要求1、以上课题能够任选其一或者多选，学生也能够自拟课题；2、编程语言：汇编或者C51；3、计算机打印单片机技术课程设计说明书一份；4、设计时间：一周；5、实物制作；6、人员分组：一人一组一实物。六、单片机技术课程设计说明书正文要紧内容参照”单片机技术课程设计说明书正文要紧内容”文件。七、单片机技术课程设计说明书书写规范格式参照”单片机技术课程设计说明书书写规范格式”文件。八、参考资料1、马忠梅，单片机的C语言Winek)WS环境编程宝典IX,北京：北京航空航天大学出版社，2003.6；2、李光飞，单片机C程序设计指导M,北京：北京航空航天大学出版社，2003.01；3、李光飞，单片机课程设计实例指导M,北京：北京航空航天大学出版社，2004.9o电气自动化教研室2013年9月10日本课程设计为数字电子钟的设计。以AT89S52为核心，配合LED数码管显示器与按键为用户提供长期、连续、可靠、稳固的工作环境。该数字电子钟有的时候分秒显示与日期显示与时间与日期调整的功能。系统软件设计包含单片机计算机两部分的编程。计算机软件编程要紧实现参数设置、串行口数据接收、指令发送与数据的显示与存储。单片机软件编程要紧实现键盘、LED显示等各模块的功能，使用汇编语言编程。关键词数字电子钟；单片机；LED显示.ABSTRACTThecoursedesignedfordigitalelectronicclockdesigns.ToAT89S52asthecore,withtheLEDdigitaltubedisplayandbuttonsprovideuserswithlong-term,continuous,reliableandstableworkingenvironment.Thedigitalelectronicclockandsometimesminutesandsecondsdisplayanddatedisplayaswellastimeanddateadjustmentfunction.Systemsoftwaredesignincludestwoparts,thecomputerprogrammingmicrocontrollers.Computersoftwareprogrammingtoachievethemainparametersettings,serialportdatareceiving,sendingcommandsanddatadisplayandstorage.SCMsoftwareprogrammingtoachievethemainkeypad,LEDdisplaysthefunctionsofeachmodule,usingassemblylanguageprogramming.Keywordsdigitalelectronicclock；microcomputer；LEDDisplay1设计任务及要求O1.1 设计任务O1.2 功能要求O1.3 总体方案及工作原理O2.1硬件系统的模块12.2系统的原理图及PCB23软件系统的设计33.1单片机的使用情况33.3程序流程图34仿真测试及结果64.1设计结论及使用说明64.2仿真结果64.3误差分析74.4设计体会74.5教学建议7参考文献9致谢10附录111电路原理图112 CAD原理图123 元器件布局134元器件清单155程序清单161设计任务及要求1.1 设计任务我们的生活离不开时间，能够说时钟就是我们生存的一部分。此次设计数字钟就是为了熟悉数字钟的原理，从而学会制作数字钟。本次课程设计通过理论设计与实物制作解决相应的实际问题，巩固与运用在单片机技术中所学的理论知识与实验技能，掌握单片机应用系统的通常设计方法，提高设计能力与实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。1.2 功能要求设计一个具有特定功能的电子钟，该电子钟上电或者按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；小时的循环按12进制进行；第一次按电子钟的开关键，电子钟从OO时OO分OO秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟系统调整键，则电子钟进入时钟调整状态，如今能够进行时间的加减调整；继续按系统调整键能够进行有关项目的调整，等调整完毕之后继续按调整键即可跳出调整状态再次进入时钟运行状态。1.3 总体方案及工作原理设计中使用AT89S52芯片及LED显示器，一些独立式按键构成一个简单的数字电子钟。设计中是使用单片机的内部定时器进行定时，程序框图如图Ll所示整个电子钟的工作原理是：在正常的供电状态下，首先利用单片机定时，到了相应的时间由单片机将所需要显示的数据送到LED显示器的输入口，当有键按下时则进入相应的按键显示与调整状态，进行按键调整。图1数字电子钟总设计框图2硬件系统的设计2.1 硬件系统的模块本课程设计中硬件电路要紧由单片机最小系统，独立式键盘，工作电源，数码管显示，下载电路构成，下面就具体介绍其各部分的功能。2.1.1 单片机最小系统(1)时钟电路单片机的时钟电路由振荡电路与分频电路构成。其中振荡电路由反相器与并联外接的石英晶体与电容构成，用于产生振荡脉冲。而分频电路则用于把振荡脉冲分频，以得到所需要的时钟信号。时钟电路是单片机系统的心脏，它操纵着单片机的工作节奏。本设计使用内部时钟方式，12MHZ的石英晶体振荡器。(2)复位电路复位电路用于产生复位信号，通过RST引脚送入单片机，进行复位。复位电路的好坏直接影响单片机系统工作的可靠性，因此，要重视复位电路的设计与研究。只要RST端保持IonIS以上的高电平，就能使单片机有效地复位，本设计使用上电复位与手动复位两种方式。(3)AT89S52单片机T89S52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROMFaishProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压，高性能CM0S8位微处理器，俗称单片机。AT89S单片机为很多嵌入式操纵系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。(4)电源模块根据设计要求与实验方便使用了2种供电方式，一种为USB供电，另一种是外接12V电源。(5)下载口电路用PC的USB供电，通过下载口把程序导入单片机芯片内。下载口分别接在单片机的RST引脚与PI5、Pl6、P17口线上实现数据传送。2.1.2按键模块考虑各方面因素，决定使用独立键盘，这样的话只需四个按键即可。其中，按下Kl键进入时间设置方式，如今默认设置秒，按K2键进行加1设置，按K3键进行减I设置,直至设置完成后再次按下KO键，进入正