单片机课程设计**。
题目数字钟。
英文题目： a digital clock
学院： 共青学院
系别： 工程技术系
专业： 08电气工程及其自动化2班。
学生姓名： 危梁涂敏之
学号： 8051208079 8051208076
指导老师： 李任青虞礼辉。
实训时间： 第15周
1、 设计要求。
利用at89s51单片机来设计制作一个数字钟。
开机时，显示12:00:00的时间开始计时；
p0.0/ado控制“秒”的调整，每按一次加一秒；
p0.1/ad1控制“分”的调整，每按一次加一分；
p0.2/ad2控制“时”的调整，每按一次加一个小时；
2、扩展功能。
利用蜂鸣器进行整点报时。
利用发光二极管显示按键的开关。
数字钟。摘要。
数字钟在日常生活中最常见，应用也最广泛。本文主要就是设计一款数字钟，以at89s51单片机为核心，配备4连体数码管显示、时钟芯片、等功能模块。数字钟采用24小时制方式显示时间，定时信息以及年月日显示等功能。
关键词单片机数码管数字钟。
abstract
the digital clock is most common in the daily life, using is also most widespread. this article mainly designs a section digital clock, take the 89c52 one-chip computer as the nucleus, and provides the liquid crystal display module, clock chip, and temperatures sensor functions module and so on. the digital clock uses 24 hour system way demonstration time, timing information.
the remote control stops noisily, as well as year, month and day demonstration functions and so on. this article nucleus mainly includes the hardware design and software program two big aspects. the hardware circuit design mainly includes central processing element electric circuit, clock electric circuit, man-machine connection electric circuit, signal processing electric circuit, carrying out the electric circuit several parts and so on.
software programs the realization with the c language. mainly includes the main program, keyboard scanning subroutine, time establishment subroutine software module and so on.
keywordone-chip computer liquid-crystal display module digital clock
1．引言。随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人们带来的方便也不可否认，其数字钟就是一个典型的例子，但人们对他的要求也越来越高。
本设计所介绍的数字钟与传统的时钟相比，具有读数方便，容易控制，给我们的生活带来极大的方便。该设计控制器使用单片机at89s51，外部数字随时控制，用4位共阴数码管显示可以准确的显示时间。
我们将按照下面的流程图进行课程设计。
2. 整体设计方案。
2.1电路的硬件设计。
2.1.1复位电路。
at89s51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚rst通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的s5p2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。
上电复位：上电复位电路是—种简单的复位电路，只要在rst复位引脚接一个电容到vcc，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到rst复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着vcc对电容的充电过程而回落，所以rst引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。
为了保证系统安全可靠的复位，rst引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。
电路图如下：
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。
2.1.2时钟电路。
时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式：
一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本文用的是内部时钟方式。电路图如下：
mcs-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚xtal1，输出端为引脚xtal2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。
2.1.3 按键电路。
按键的开关状态通过一定的电路转换为高、低电平状态。按键闭合过程在相应的i/o端口形成一个负脉冲。闭合和释放过程都要经过一定的过程才能达到稳定，这一过程是处于高、低电平之间的一种不稳定状态，称为抖动。
抖动持续时间的常长短与开关的机械特性有关，一般在5-10ms之间。为了避免cpu多次处理按键的一次闭合，应采用措施消除抖动。本文采用的是独立式按键，直接用i/o口线构成单个按键电路，每个按键占用一条i/o口线，每个按键的工作状态不会产生互相影响。
电路图如下：
p1.0口表示功能移位键，按键选择要调整的年、月、日、小时、分、秒。
p1.1口表示数字“+“键，按一下则对应的数字加1。
p1.2口表示数字“-”键，按一下则对应的数字减1。
p1.3口表示退去选项，时间已经调整好。
2.1.4总电路原理图。
2.2电路的软件设计。
2.2.1主程序流程图。
主程序是先开始，然后启动定时器，定时器启动后在进行按键检测，检测完后，就可以显示时间。
2.2.2 按键处理流程图。
按键处理是先检测秒按键是否按下，秒按键如果按下，秒就加1；如果没有按下，就检测分按键是否按下，分按键如果按下，分就加1；如果没有按下，就检测时按键是否按下，时按键如果按下，时就加1；如果没有按下，就把时间显示出来。
2.2.3定时器中断流程。
定时器中断时是先检测1秒是否到，1秒如果到，秒单元就加1；如果没到，就检测1分钟是否到，1分钟如果到，分单元就加1；如果没到，就检测1小时是否到，1小时如果到，时单元就加1，如果没到，就显示时间。
时间显示是先秒个位计算显示，然后是秒十位计算显示，再是分个位计算显示，再然后是分十位显示，再就是时个位计算显示，最后是时十位显示。
3.调试与功能说明。
单片机应用系统的调试包括硬件和软件两部分，但是他们并不能完全分开。一般的方法是排除明显的硬件故。，再进行综合调试，排除可能的软/硬件故障。
3.1 硬盘调试。
拿到电路板后，首先要检查加工质量，并确保没有任何方面的错误，如短路和断路，尤其要避免电源短路；元器件在安装前要逐一检查，用万用表测其数值，看是否与所用相同；完成焊接后，应先空载上电（芯片座上不插芯片），并检查各引脚的电位是否正确。若一切正常，方可在断电的情况下将芯片插入，再次检查各引脚的电位及其逻辑关系。将万用表的探针放到单片机接电源的引脚上检测一下，看是否符合要求。
3.2 系统性能测试与功能说明。
走时：默认为走时状态，按24小时制分别显示“时时-分分-秒秒”，有2个“-”动态显示，时间会按实际时间以秒为最少单位变化。
走时调整：按ksec对秒进行调整，按一下加一秒；按kmin对分进行调整，按一下加一分；按khour对时进行调整，按一下加一小时，从而达到快速设定时间的目的。
3.3 系统时钟误差分析。
时间是一个基本物理量，具有连续、自动流逝、不重复等特性。我国时间基准来自国家授时中心，人们日常使用的时钟就是以一定的精度与该基准保持同步的。结合时间概念和误差理论，可以定义电子钟的走时误差s=s1-s2,s1表示程序实际运行计算所得的秒；s2表示客观时间的标准秒。
s>0时表示电子钟秒单元数值刷新滞后，即走时误差为“慢”；反之，s<0表示秒单元数值的刷新超前，即走时误差为“快”。
本次设计的单片机电子钟系统中，其误差主要**包括晶体频率误差，定时器溢出误差，延迟误差。晶体频率产生**，容易产生走时误差；定时器溢出的时间误差，本应这一秒溢出，但却在下一秒溢出，造成走时误差；延迟时间过长或过短，都会造成与基准时间产生偏差，造成走时误差。
3.4 软件调试问题及解决。
软件程序的调试一般可以将重点放在分模块调试上，统调是最后一环。软件调试可以采取离线调试和**调试两种方式。前者不需要硬件**器，可借助于软件**器即可；后者一般需要**系统的支持。
本次课题，kiel软件来调试程序，通过各个模块程序的单步或跟踪调试，使程序逐渐趋于正确，最后统调程序。
**部分采proteus 7 professional用软件，此软件功能强大且操作较为简单，可以很容易的实现各种系统的**。
首先打开proteus 7 professional软件，在元件库中找到要选用的所有元件，然后进行原理图的绘制；绘制好后再选择w**e6000已经编译好的*.hex文件，选择运行，观察显示结果，根据显示的结果和课题的要求再修改程序，再运行查，直到满足要求。
4.总结与体会。
我在这一次数字电子钟的设计过程中，很是受益匪浅。通过对自己在大学三年时间里所学的知识的回顾，并发挥对所学知识的理解和思考及书面表达能力，自己亲手设计，最终完成目标了。这为自己今后进一步深化学习，积累了一定宝贵的经验。
把知识转化为能力的实际训练。培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。
通过这次课程设计我发现，只有理论水平提高了；才能够将课本知识与实践相整合，理论知识服务于教学实践，以增强自己的动手能力。这个课程设计十分有意义 ，我获得宝贵经验。通过这次课程设计，我们知道了理论和实际的距离，也知道了理论和实际想结合的重要性，，也从中得知了很多书本上无法得知的知识。
自己今后将会更加的把理论知识和实际应用结合起来，提高自己的能力。
参考文献：《单片机原理及应用》 姜志海电子工业出版社。
电子技术基础试验》 陈大钦高等教育出版社。
c程序设计》 潭浩强北京航空航天出版社。
电路基础许熙文高等教育出版社。
51系列单片机高级实例开发指南》李军北京航空航天大学出版社。
附录一。源程序。
second equ 30h
minite equ 31h
hour equ 32h
weiequ 33h
hourk bit p1.0
minitek bit p1.1
secondk bit p1.2
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