单片机应用课程设计
设计课题: 电子钟及温度控制器
院（系、部）: 机械工程系 专 业: 机械设计制造及其自动化专业 学 生 姓 名: 学 生 学 号: 指 导 教 师： 孙继*
2012年6月22日
中原工学院信息商务学院课程设计
一、单片机电子时钟的设计
目录
一、前言.....................................................................................2 二、 设计任务与要求...............................................................2 三 、系统主要功能与方案设计...............................................3
3.1系统主要功能...................................................................3 3.2 电子时钟方案..................................................................3 3.3 数码管显示方案...............................................................3
四 、电路硬件与软件设计........................................................4
4.1 系统及设计.......................................................................44.2 主要元器件清单................................................................74.3 软件设计流程..................................................................8 4.4 源程序代码................................................................... 10五、 课程设计体会..................................................................15 六、 参考文献..........................................................................16
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一.前言
20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
单片机模块中最常见的是数字钟，数字时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。本设计由单片机AT89S51芯片和LED数码管为核心，运用DS1302时钟芯片，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。
二.设计任务与要求
设计一个基于单片机的电子时钟，画出硬件电路图、编写相应的软件，完成电子时钟的任务，并进行proteus仿真。该控制任务应该完成下列功能： 1. 电子时钟显示用LED数码管显示，格式为: XX XX XX，由左向右分别为：
时、分、秒，比如：23 20 40表示23时20分40秒，刚开始工作时应该显示为：年月日和学号； 2. 实现对时、分、秒进行校准；
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3. 设计电子时钟原理图，学习用PROTEL画出该原理图，并用proteus进行仿
真；设计和绘制软件流程图，编写程序，进行调试。
三.系统的主要功能与方案设计
3.1主要功能
电子时钟显示用LED数码管显示，格式为: XX XX XX，由左向右分别为： 时、分、秒，比如：23 20 40表示23时20分40秒，刚开始工作时应该显示为：年月日和学号；可实现对时、分、秒进行校准，简单报时功能。
3.2数字时钟方案
数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。 方案一：本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887A。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。
方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。
基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。
3.3数码管显示方案
方案一：静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多
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时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的浪费。
方案二：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。
从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。
四. 硬件设计原理及电路原理图
4.1系统说明
利用单片机（AT89S51）制作简易电子时钟，由六个LED数码管分别显示小时十位、小时个位、分钟十位、分钟个位、秒钟十位、秒钟个位。6个PNP管（9012）分别控制六个数码管的亮灭，一个按键用于时间调整。
4.1.1系统框图
六位LED共 按键 阳显示
AT89C52
DS1302时钟蜂鸣器闹铃
模块
4.1.2电路原理图
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