目录
第一章 设计内容及要求 ....................................................................... 6
1.1设计内容 ................................................................................................ 6 1.2设计要求 ................................................................................................ 6
第二章 设计方案与原理 ....................................................................... 6
2.1设计方案 ................................................................................................. 6 2.2设计原理 ................................................................................................. 7
第三章 系统硬件设计 ............................................................................ 7
3.1 硬件电路的设计方案及框图 ................................................................ 7 3.2 时钟与复位电路的设计 ........................................................................ 8
3.2.1 时钟电路 ..................................................................................... 8 3.2.2 复位电路 ..................................................................................... 8 3.3 LED显示电路的设计 ............................................................................ 8
3.3.1 控制方式 ..................................................................................... 8 3.3.2 段驱动选择 ................................................................................. 9 3.4 按键电路 ................................................................................................ 9
第四章 系统软件设计 ............................................................................ 9
4.1系统模块框图 ........................................................................................ 9 4.2主程序设计 .......................................................................................... 10 4.3键盘模块设计 ...................................................................................... 11 4.4显示模块设计 ...................................................................................... 11 4.5蜂鸣器模块设计 .................................................................................. 12 4.6中断定时模块设计 .............................................................................. 12
第五章 调试程序及使用说明 .......................................................... 12 第六章 总结与体会 ............................................................................... 14 第七章 参考文献 ............................... 15 附录 .................................................................................................................. 15
附录A 系统电路图 .................................................................................... 15
附录B 程序清单 ........................................................................................ 16
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第一章 设计内容及要求
1.1设计内容
本课题以单片机为核心，利用其定时器和6位数码管，设计一个电子时钟。要求有以下功能：
1、开机时，显示00:00:00的时间开始计时； 2、要求有秒，分，时的调节; 3、具有复位功能。
1.2设计要求
1）确定系统设计方案； 2）进行系统的硬件设计；
3）完成必要的参数计算与元器件选择； 4)完成应用程序设计；
5)进行单元电路及应用程序的调试； 6)写出使用说明书。
第二章 设计方案与原理
2.1设计方案
本次设计电路，使用了AT89C51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，同时使用C#语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过三个模块：键盘、芯片、显示屏即可满足设计要求。
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2.2设计原理
1）本系统采用AT89C51单片机、4位LDE显示、4个调节按钮，共同构成我的单片机电子跑表的硬件。
2）计时单元由单片机内部的定时器/记数器来实现，采用定时器0来工作。
3）时间显示功能通过LED数码管动态扫描来实现。数码管要显示时钟、闹钟和秒走时，并且能实现随时切换。
4）电子跑表的切换、调整功能由软件来实现。P1.0接设置set键，P1.1接加一inc键，P1.2接减一dec键。P1.3实现时钟、闹钟和秒时的转换功能。
第三章 系统硬件设计
3.1 硬件电路的设计方案及框图
根据设计要求和设计思路，确定该系统的设计方案，图3.1所示为该系统设计方案的硬件电路设计框图。 硬件电路有五部分组成，即单片机按键输入电路，单片机时钟电路，复位电路，LED显示器段码驱动电路，4位LED显示器电路。
时钟电路 LED显示器段码驱动电路 复位电路 AT89C51 按键输入 图3.1 硬件电路设计框图
4位LED显示器电路 7
根据初步设计方案的分析，设计这样一个简单的应用系统，可以选择带有EPROM的单片机，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展程序存储器，电路可以简化。本系统选用AT89C51单片机。该芯片的功能与MCS-51系列单片机完全兼容。
3.2 时钟与复位电路的设计
3.2.1 时钟电路
单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路。电路中，电容器C1和C2对振荡频率有微调作用，通常的取值范围（20-40）pF。石英晶体选择12MHz。
3.2.2 复位电路
单片机的RST管脚为主机提供一个外部复位信号输入端口。复
位信号是高电平有效，高电平有效的持续时间应为2个机器周期以上。单片机的复位方式有上电自动复位和手工复位两种。
3.3 LED显示电路的设计
3.3.1 控制方式
LED显示器的显示控制方式分为静态显示和动态显示两种，若选择静态显示，则LED驱动器的选择较为简单，只要驱动器的驱动能力与显示器的电流相匹配即可，而且一般只需考虑段的驱动；动态显示则不同，由于一位数据的显示是由段和位选信号共同配合完成的，因此，要同时考虑段和位的驱动能力，而且段的
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驱动能力决定位的驱动能力。
此设计选用共阴极接法的4位时钟型LED显示器。其中管脚a,b,c,d,e,f,g为4位LED各段的公共引出端；D1,D2,D3,D4分别是每一位的共阴极输出端；dp是小数点引出端。对于这种结构的LED显示器，它的体积和结构都符合我们的设计要求，由于4位LED阴极的各段已经在内部接在一起，所以必须使用动态扫描方式。
3.3.2 段驱动选择
LED的段驱动电路有很多种，由于条件有限，直接选用4个PNP管做位码输入的驱动。
3.4 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。
第四章 系统软件设计
4.1系统模块框图
进行应用软件设计时可采用模块化结构设计，其优点是：首先，每个模块的程序结构简单，任务明确，易于编写，调试和修
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