基于单片机的新颖电子时钟系统_课程设计.doc

数理与信息工程学院 《单片机原理及应用》期末课程设计 题 目： 基于单片机的新颖电子时钟系统 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 计算机 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第1节 引 言 h 3 1.1本设计任务和主要内容 h 3 1.2 系统主要功能 h 3 第2节 系统的硬件构成及功能 h 4 2.1 电子钟的原理框图 h 4 2.2 AT89C2051单片机及其引脚说明 h 5 2.3 时分显示部件 h 6 第3节 系统的软件设计 h 8 3．1 系统主程序设计 h 8 3.2中断程序设计 h 9 3.3 程序设计 h 10 第4节 系统的调试 h 25 结 束 语 h 26 参考文献 h 27 基于单片机的新颖电子时钟系统 数理与信息工程学院 09计算机专升本 胡琼琼 指导教师：余水宝 第1节 引 言 时钟是人们日常生活中必不可少的生活用品，无论在何地都需要精确地了解当前的具体时间。现在市场上的时钟类型多种多样，可是它们都存在一个相当大的缺陷，那就是无论是机械钟还是石英钟在晚上都无法实现在无照明的情况下可见的状态。使用的人要想知道当前的时间，就必须先开灯，因此使用起来比较麻烦。此外，无论是机械钟、石英钟还是电子钟，都存在着共同的问题：时间误差。 目前单片机在各行各业领域的使用非常广泛，因为它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。运用基于单片机的形式来设计电子时钟会更加的方便有效。针对以上的分析，我们设计了一款采用LED显示器件显示的电子时钟，有效克服了时钟存在的误差问题，并且能在夜间不必其它照明就能看到时间，且以60只发光管实现秒显示，接近于传统的秒针来显示秒的形式，使用者容易接受，而且美观大方。另加七只装饰用的LED灯，使整个时钟显的相当美观新颖，故还可作为室内装饰用。这款电子时钟具有相当大的市场发展前景。 1.1本设计任务和主要内容 本论文主要是针对单片机控制的电子时钟系统，分别对时钟的时间显示、闹钟报鸣等功能以及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。 主要设计要求如下： ① 用4只LED数码管输出显示时和分。 ② 可通过按键设置闹钟功能，且停闹无须手工操作。 ③ 可通过按键设置分校时。 ④ 月计时误差小于45秒。 ⑤ 模拟“秒针”行走的“嘀哒”声。 ⑥ 增加停（掉）电保护功能。 ⑦ 提高计时精度，使年计时误差小于30秒。 ⑧ 增加日自动校准功能，使得该电子钟“永无误差”。 ⑨ 可通过按键设置一天两闹（比如早晨、中午各一次）。 1.2 系统主要功能 电子钟的外观是周边60只发光管顺时旋转来显示秒，中间四只LED数码管用于显示时间，中下方的七只LED灯顺时旋转，供装饰用。 其主要功能有：整点报时；四只LED数码管显示当前时分。当发生停电事件时，由后备电池供电，系统进入低功耗状态，所有显示部件停止显示，这样即延长了电池的寿命，同时又保证了CPU继续计数，不至于因停电而时钟停止运行。当恢复供电后，系统自动恢复工作状态，不影响计时。闹钟功能，设定好所需的时间，时间到时时钟发出蜂鸣声。校时，调整时间差。温度显示功能，检测空气中的温度并显示在四只LED数码管上。时间显示和温度显示交替进行。 第2节 系统的硬件构成及功能 2.1 电子钟的原理框图 它由以下几个部件组成：单片机89C2051、电源、时分显示部件、60秒旋转译码驱动电路。 时分显示采用动态扫描，以降低对单片机端口数的要求，同时也降低系统的功耗。时分显示模块、60秒旋转译码驱动电路以及显示驱动都通过89C2051的I/O口控制。 电源部分：电源部分有二部分组成。一部分是由220V的市电通过变压、整流稳压来得到+5V电压，维持系统的正常工作；另一部分是由3V的电池供电，以保证停电时正常走时。正常情况下电池是不提供电能的，以保证电池的寿命。 图2-1 电子钟系统原理框图 2.2 AT89C2051单片机及其引脚说明 AT89C2051单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版。内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器，与Intel MCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。AT89C2051构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。 AT8