单片机课程设计报告

信息与电子工程学院。

课程设计报告。

目录。一、课程设计概述 3

1.课程设计背景 3

2.课程设计内容 3

3.课程设计技术指标 3

二、方案的选择及确定 4

1.整体框图 4

2.方案选择 4

2.1计时方案 4

2.2显示方案 4

3.方案确定 5

三、系统硬件设计 5

1.系统控制要求 5

2.硬件框图 5

四、系统软件设计 6

五、系统调试过程 13

1.硬件调试 13

2.软件调试 13

六、遇到的问题及解决方法/总结 14

1.问题与解决方法 14

2.设计总结 14

七、参考文献 15

八、附录 15

1.仪器与设备 15

2.元器件清单 16

3.原理图 17

图 185.实物图 19

6.操作说明书 20

一、课程设计概述

随着电子技术的迅速发展，特别是随着大规模集成电路产生而出现的微型计算机，给人类生活带来了极大的方便。走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可以见到单片机应用的踪影。如果说微型计算机技术的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么也可以毫不夸张的说：

单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的工业革命”。目前，单片机以其可靠性高和智能性强等特点被广泛应用到工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等领域中，并已经进入家庭。因此，单片机技术的开发和应用水平已经逐步成为一个国家自动化发展水平的标志之一。

数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片**，**便宜、使用也方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟电路的设计，因此进行数字钟的设计是必要的。

在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。

单片机具有体积小、功能强可靠性高、**低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。

数字电子时钟：其特点是能够正常显示时间、日期；具有闹钟和整点报时功能并且能够通过按键对时间、日期进行调整以及对预响铃时间的设置；另外，还有控制闹钟、整点报时启动与关闭、加减设置的功能以及不同页面的切换显示。

1)准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。

2)小时以24小时计时形式，分、秒计时为60进位。

3)校正时间、日期的功能，即能随意设定时间、日期。

4)闹钟功能，一旦走到预响铃时间，蜂鸣器发出声音。

5)能够实现一键切页即正常时间、闹钟、日期的切换显示。

6)能够实现一键切换闹钟、整点报时以及两者同时关闭的模式。

7)能够一键实现加减功能的选择，对时间、日期进行快速的校正。

本次设计时钟电路，使用了stc89c51单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒，用一蜂鸣器来进行定时与闹钟提醒，同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、芯片、蜂鸣器、led显示即可满足设计要求。

总设计整体框图如下所示：

方案一：采用实时时钟芯片；现在市场上有很多实时时钟集成电路，如ds1287、ds12887、ds1302等。这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，不需要程序干预。

方案二：使用单片机内部的可编程定时器；利用单片机内部的定时计数器进行中端定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。

对于实时时钟而言，显示显然是另一个重要的环节。通常led显示有两种方式即动态显示和静态显示。

静态显示的优点是程序简单、显示亮度***、单片机cpu的开销小，节约cpu的工作时间。但占有i/o口线多，每一个led都要占有一个i/o口，硬件开销大，电路复杂。需要几个led就必须占有几个并行口，比较适用于led数量较少的场合。

led动态显示硬件连接简单，但动态扫描的显示方式需要占有cpu较多的时间，在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。

分别对计时部分和显示部分的方案一与方案二的对比：计时部分的方案二节省硬件成本；显示部分：由于本系统需要采用8位led数码管来分别显示时、分、秒以及年、月、日，因数码管个数较多，故本系统选择动态显示方式。

该系统有时间显示、日期显示、闹钟、整点报时、加减设置等功能。

输出部分：即显示部分采用八位led数码管动态显示，与单片机的p0、p2端口相连接，p0端口控制其段选，p2端口控制其片选。另外，p2端口还用到8个pnp(9015)二极管，用来作为片选开关。

输入部分：由于系统只用到一片八位数码管显示，但显示部分有时间显示、日期显示、闹钟时间显示等页面。所以，可通过按键控制页面的显示即一键切换页面显示。

另外，闹钟与整点报时模式也可通过按键按下次数的不同来选择所需要的模式以及同时关闭两者。还需要四个按键用于校正时间、日期、设置闹钟时间、加减功能选择以及增加一个按键用于系统的复位。

所以。系统键盘需要用到7个按键，晶振采用12mhz，由于实物没有整片的八位led数码管，可以用两片四位的led数码管将相应的段选管脚连接起来即可。

利用单片机（stc89c51）制作简易电子时钟，该系统有正常显示时间、正常显示日期、闹钟、整点报时、加减设置等功能。系统由2个4位led数码管分别显示时间与闹钟的时、分、秒以及日期的年、月、日；8个pnp管（9015）控制8个数码管的亮灭；4个按键分别用于对时间的时、分、秒和日期的年、月、日调整、闹钟预响铃时间的设置以及加减功能的选择；另外3个按键，1个用于实现系统的复位按钮，1个用于实现对时间、闹钟、日期的切页，1个用于实现对闹钟、整点报时以及同时关闭闹钟和整点报时的控制。

硬件框图由输入部分和输出部分组成。

输入部分：本单片机系统采用5v电源，key1按键、key2按键、key3按键、key4按键、key5、key6按键分别与系统p1端口的.6连接，其中key1按键、key2按键、key3按键分别用于校正时间的时、分、秒和日期的年、月、日以及设置闹钟时间，key4按键用于实现时间显示、闹钟显示以及日期显示的切换，key5按键用于对闹钟模式和整点报时模式以及同时关闭两者的控制，key6按键用于实现加减功能的选择，key7键与系统的rst端口连接，作为系统的复位按钮。

输出部分：系统显示用八位led数码显示并与系统的p0、p2端口连接。其中，p0作为数码显示的段选，p2作为数码显示的片选；另外，系统还用到四个指示灯，分别用于加、减功能的指示以及闹钟模式、整点报时的指示；蜂鸣器用于对闹钟时间和整点报时时间到时做出响应。

硬件框图如下所示：

软件设计可分为主程序片段、显示片段、设置片段、计时片段。

1）主程序片段：主程序片段主要用于系统初始化：设置计时缓冲区的位置及初值，设置定时器的工作方式和计数初值等参数。

程序如下：void main()

ea=1;et0=1启动t0定时器（中断初始化）

toinit重赋初值。

while(1)

riqi日期计算函数。

qieye切页函数。

display显示函数。

readkey键盘扫描函数。

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