基于单片机的时钟控制器设计

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时钟控制器设计任务书

1.设计目的与要求

设计出一个用于数字时钟的控制器,准确地理解有关要求,独立完成系统设计,要求所设计的电路具有以下功能:

(1)显示:可以显示时、分和秒

(2)调时功能:时(0-24)、分和秒(0-60)可以连续可调

(3)时间日误差< 2秒

(4)增加整点报时功能

(5)增加闹钟任意设定功能

2.设计容

(1)画出电路原理图,正确使用逻辑关系;

(2)确定元器件及元件参数;

(3)进行电路模拟仿真;

(4)SCH文件生成与打印输出;

(5)PCB文件生成与打印输出;

3.编写设计报告

写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。

4.答辩

在规定时间,完成叙述并回答问题。

目录

1.引言 (1)

2 总体设计方案 (1)

2.1 设计思路 (1)

2.2 方案确立 (1)

2.3 设计方框图 (2)

3 设计原理分析 (2)

3.1 系统硬件电路设计 (2)

3.2 主控器件AT89S51 (2)

3.3 译码器74HC245 (3)

3.4 显示电路…………………………………………………………………3-

3.5 按键电路 (4)

3.6 复位电路 (4)

3.7 蜂鸣电路 (5)

3.8 时钟电路 (5)

3.9 总体原理图 (5)

3.10程序框图 (5)

4 结束语 (7)

参考文献 (8)

附录1 电路总原理图 (9)

附录2 总程序 (10)

基于单片机控制的时钟控制器

摘要:本设计以Atmel公司的AT89S51单片机为控制系统的核心,模型采用单片机作为主控制器,以汇编语言为程序设计的基础,设计的一个用两个四位一体数码管串口显示的时钟控制电路,包含了时钟控制电路的基本功能:数码显示,时间调整,闹钟设定,秒表显示等,按照二十四小时循环,具有调节方便,简单实用,可靠性强的优点,有很高的利用价值。

关键词:单片机AT89C51 74LS245 数码管

1 引言

数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒及数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。为了适应时代的潮流,本设计采用AT89S51单片机为核心,使得计时的精度有了很大的提高,而且调节也变的简单实用,采用数字显示也跟加的直观方便。

2 总体设计方案

2.1 设计思路

本设计采用AT89S51单片机为控制核心,产生精确的时钟震荡,来控制数码管显示电路来进行数码显示,外围电路主要有复位电路,震荡电路,按键电路,显示电路,蜂鸣电路组成;复位电路可及时的对单片机进行复位,恢复到初始的状态,震荡电路主要用于计数,定时,产生合适的波特率,按键电路主要是给人们提供一个合适的人机对话的界面,方便人们进行实时的调节,显示电路主要用于数码的显示,蜂鸣电路用于闹铃设定等辅助功能。

2.2 方案确立

本设计主要有包含了时钟电路,按键扫描,显示电路等几个部分。由单片机实现时钟功能单片机部具有定时器,可方便实现定时功能。按键电路:键盘分为矩阵式键盘扫描电路和独立式按键电路。。。。矩阵式键盘电路,此类键盘是采用行列扫描方式,优点是当按键较多时可以降低占用单片机的I/O口数目,缺点是电路复杂且会加大编程难度。独立按键电路,每个键单独占有一根I/O接口线,每个I/O口的工作状态互不影响,此类键盘采用端口直接扫描方式。缺点是当按键较多时占用单片机的I/O数目较多,优点是电路设计简单,且编程极其容易。由于该系统采用了常规钟表式的校对方式,用键较少,系统资源足够用,故采用了独立按键电路。显示电路分为:静态显示法与动态显示法,由于静态显示法需要数据锁存器等硬件,接口复杂一些,又考虑到时钟显示只有6位,且系统没有其它复杂的处理任务,所以决定采用动态显示法。

2.3 硬件设计方框图

电路的设计以AT89S51单片机为核心,包含了按键电路,复位电路,震荡电路,数码显示电路,整点报时电路等一系列独立环节,下面介绍一下电路设计过程中的总体框图,如图1所示。

图1 时钟电路总体框图

3 设计原理分析

用AT89S51单片机控制的数字时钟电路,外接震荡电路,按键电路,显示电路,蜂鸣电路等:用单片机电路P0口来输出7段码数据,P2.0~P2.5口作列扫描输出;按键用P1口控制,分别用于调节时,分,以及秒表和闹钟的设定;P1.7口接5V的小蜂鸣器,用于按键发音以及定时提醒,整点报时提醒等;采用74HC245作为数码管的段码驱动,为了提供共阳LED数码管的列扫描驱动电压,用三极管8550做电源的驱动输出;采用12MHZ晶振,可提高秒计时的精确性;在软件设计方面,应完成时钟控制电路的各项要求。

3.1 系统硬件电路设计

系统硬件电路主要组成:主控制器AT89S52、译码器74HC245、显示电路、蜂鸣

器电路,复位电路时钟电路。

3.2 主控器件AT89C51

AT89S51是一款低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片含4k Bytes ISP(In-system

programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司