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单片机课程设计报告

电子时钟

专业班级 应用物理061 姓 名 学 号 时 间 周～ 周 指导教师 任世伟 刘天山

2009年 6 月 27 日

1 设计要求

利用CPU的定时器和实验仪上提供的数码显示电路，设计一个电子时钟。格式如下： XX XX XX 由左向右分别为：时、分、秒

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电子时钟

应用物理061 赵xx 06100xxxx

摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的电子时钟设计，通过单片机内部的定时器/计数器，采用软件编程实现时钟计数，一般称为软时钟。这种方法硬件线路简单，并能用数码管简单明了地显示时、分、秒的变化。

关键词：南京伟福LP2000实验箱，数码管，电子时钟， MCS51,WAVE6000,

1 引言

由于科学技术的不断进步,单片机控制是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否认的，其中电子时钟就是一个典型的例子。但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本设计所介绍的电子时钟与传统的时钟相比，具有读数方便，时间准确，其输出时间采用数字显示，主要用于对时间要求精确的地方，如科研实验室，工厂等使用，该设计控制器使用单片机MCS-51，能准确达到以上要求。

2 总体设计方案

方案的总体设计框图

电子时钟设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机MCS51，用6位LED数码管以串口传送数据实现时间显示。

单片机复位 LED主

启动定时器 控 制器数码管 显示

图1 总体设计方框图

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主控制器

单片机MCS51有两个16位可编程序的定时器/计数器。在定时器模式下，T0和T1的计数脉冲可以由单片机时钟脉冲经12分频后提供。定时器控制寄存器TCON可以决定定时器的启动、停止以及进行中断控制。

显示电路

显示电路采用6位LED数码管，从P3口T0,T1串口输出段码。 2.1系统整体硬件电路

主板电路

系统整体硬件电路包括，单片机芯片，数码管显示，按键开关，等电路如图2 所示。单片机采用MCS-51，显示系统采用七段式8位数码管，小时与分钟，分钟与秒钟之间用短横线间隔。P0口为段选码输出端通过八路锁存器芯片74374,74245与数码管相连；P2口为位选码输出端，分别通过三极管驱动与数码管阳极相连，三极管能对P2口的输出信号反相。按键开关设置了23个，即S0,S1,S2,…S22分别与P1口的P1.0—P1.2。

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图2 单片机主板电路

2.2系统软件算法分析

系统程序包括主程序和子程序。主程序包括初始化参数设置，数码管显示模块；子程序为中断服务程序。

2.2.1主程序

主程序的主要功能是先对显示单元和定时器/计数器初始化，然后重复调用数码管显示模块和中断服务程序将时分秒显示出来，其程序流程见图3所示。

初始化 发DS18B20复位命令 发跳过ROM命令 调用显示子程序 1S到？ N Y Y 发读取温度命令 读取操作，CRC校验 初次上电 Y N 9字节完？ N 读出温度值温度计算处理显示数据刷新 Y CRC校验正？N 发温度转换开始命令 移入温度暂存器

图3 主程序流程图

结束 图4 100微秒定时中断服务程序流程图

2.2.2 100微秒定时中断服务子程序

中断子程序的主要功能是每100微秒计数一次，计数10000次就是1秒，然后再对秒计数，得到分和小时值。其程序流程图如图4示

3总结与体会

经过这段时间的努力，终于把电子时钟的课程设计搞完了。在这个过程中，我发现

单片机的许多优点，它体积小，功能强，可靠性好，而且指令简单易学。在设计电子时

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钟时，我发现自己的基础还不够牢固，尤其写较长的程序时发现自己很多不足，而且写程序时要有耐心要认真，一点小错误就可能使程序运行不出来，检查错误时一定要理顺思路，检查每条指令是否符合格式要求硬件连接，因为用了伟福LP2000实验箱，所以连线简单。数码管显示部分由于以前学过数字电路基础所以可以很快理解硬件设计部分。

在整个设计过程中，大家分工合作，形成小组讨论，最终把设计完成了。我发现写程序过程中许多错误是到输入到电脑上时才发现的，所以必须亲自做了才能发现。

参考文献

[1] 胡汉才.单片机原理及其接口技术（第2版）.北京：清华大学出版社，2008 [2] 楼然苗、李光飞.51系列单片机设计实例［第2版］.北京：北京航空航天大学出版社，2006

[3] 阎石.数字电子技术基础（第三版）. 北京：高等教育出版社，19 [4] 张桂红.单片机原理与应用.福州：福建科学技术出版社，2007.

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