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单片机原理及应用设计报告 题 目 电子时钟的设计 专 业 物理学 院 部 物理与电子工程学院 学 号 ----------- 姓 名 ----------- 指 导 教 师 ----------- 答 辩 时 间 二0一二年五月 工作时间： 2012年5月 基于单片机的电子时钟系统的设计 指导教师：--- 学生：--- 关键词：单片机；电子时钟；键盘控制器； 目录 第一章 总体设计 1 第二章 系统硬件设计 2 2.1 硬件电路 2 2.1.1 单片机最小系统 3 2.1.2 键盘电路 5 2.1.3 显示电路 5 第三章 系统软件设计 6 3.1主程序流程图 6 3.2 主要子程序的流程图 7 第四章 系统仿真 8 第五章 综合调试与问题的解决 9 5.1 硬件调试 9 5.2 软件调试问题及解决 9 结 论 10 参考文献 10 附 录 11 总体设计 1.1 设计要求 电子时钟的计时范围00时00分00秒至23时59分59秒，由按键来调节时钟时间，时分秒都可以调整。 1.2 设计思路 根据设计的要求可确定如下的设计思路：利用AT89C52系统单片机，LCD液晶显示器，键盘等一些辅助元件来生成时钟电路已达到设计要求，然后通过编写相应的程序来实现对时钟的调试和控制。 1.3 电路的设计方案 随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对控制对象的控制日益成为今后自动控制领域的一个发展方向 。采用MCS--52单片机来对时间进行控制，不仅具有控时方便，组太简单和灵和性大等优点，而且可以大幅度的提高控制时间的技术指标。从而可以大大提高产品的质量和数量，因此单片机对时间的控制问题是一个工业生产上经常会遇到的问题。 经过设计和元器件的功能，设计要求和设计思路，确定相应的设计方案，该电路有多部分组成，如控制键盘的输入电路，单片机的时钟电路，LCD液晶显示时间电路等。所以根据上述条件作出相应的实时时钟电路总的框图，然后开始设计内部驱动程序，是各种芯片按照相应的程序实现特定的功能，之后按照程序的设计，将相应的管脚连接调试，看是够能实现特定的功能。 硬件框图如下： 图1-1 硬件框图 主程序设计的流程图如下： 图1-2 主程序设计流程图 系统硬件设计 系统硬件是整个系统的基础，需要考虑多个方面，除了实现显示和闹钟的基本功能外，还要注意系统的稳定度、器件的通用性、软件编程的以实现性、系统其它功能及性能指标。 2.1 硬件电路 本设计以单片机为控制核心，采用模块化设计，共分以下几个功能模块：单片机控制系统、键盘及时间显示、及调时模块等。 其硬件图如下： 图2-1 数字电子时钟硬件设计图 液晶电路图： 图2--2 单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。 时钟的00时00分00秒显示设为程序的默认值，当时钟的时间走到10点时，蜂鸣器就打开并开始发出生音。 可以通过手动调节s1和s2以及s3调节时钟时间。 2.1.1 单片机最小系统 单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对52系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、时钟电路、复位电路。 其中时钟电路电路图如下： 图2-3时钟电路 XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。AT89单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和