08级电子3班 伍星 0707010130

广州大学松田学院课程设计说明书题目单片机原理与应用姓名伍星专业电气与汽车工程系班级2008级电子3班系（部）电子信息工程指导教师汪全二〇一〇年十二月三十日广州大学松田学院单片机原理与应用课程设计、课程（学年）论文任务书课程编号070150课内/外周数（学时数）1周指导地点1—501集中□分散□.学生姓名：伍星系（部）、专业：电子信息工程班级：08级电子3班题目单片机电子钟设计完成的任务（包括内容及要求、设计流程、论文提纲、阅读资料文献等具体要求等）：1、基本要求（1）用不少于6只LED数码管输出显示时、分和秒。

（2）具有按键调整功能。

（3）根据给定的原理图（开发板）画出详细的流程框图并写出详细的源程序。

2、实施方案（1）可通过按键设置闹钟功能，且停闹无须手工操作。

（2）日期显示。

（3）增加室温检测和显示功能（可与时间交替显示间隔5秒）。

（4）提高计时精度，使每天计时误差小于30秒。

（5）其他。

论文字数须达到3000至5000字，正文包含标题、摘要、关键词、正文和参考文献5个部分。

参考文献5篇，其中外文文献1篇，论文中引文按规范标出。

具体教学进程、时间安排与具体内容：第10周：布置选题第11周-15周：完成设计第16周：完成课程设计说明书第17周：作品演示及考核参考文献：[1]潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术.北京:电子工业出版社，2003，1:278一290[2]张义和,陈敌北.例说8051.人民邮电出版社,2006年1月[3]张立科.C程序设计完全手册.人民邮电出版社,2006.4.[4]谢自美.电子线路设计.实验.测试（第三版）[M].武汉：华中科技大学出版社,2007.[5]Thomas L F.数字基础.北京:科学出版社,2002其他要求：指导教师(签名）2010年11月5日教研室审定意见（选题、资料、工作量等是否合适）：选题合适，工作量适宜，资料收集齐全，同意使用。

教研室主任（签名）2010年11月5日注：本表打印，一式三份，学生个人、系（部）（归档）、教务处（备案）各一份摘要围绕电子钟系统的设计与开发工作进行研究和实践,详细介绍了电子钟系统的整体结构、硬件设计、软件设计，系统方案以及其的开发和具体实现。

介绍一种基于在系统可编程技术和C51编译器配有集成开发的新型电子钟的设计方法，阐述了其工作原理和软硬件设计。

在硬件上，用KEIL公司的C51大规模集成芯片对其外围电路进行集成，用1片8051实现了几十片分离元件才能实现的功能，几乎将整个系统下载于同一芯片中，实现了所谓的片上系统，从而大大简化了系统结构，增强了系统的可靠性和性价比。

该电子钟特别适用于家庭、办公大楼、公共场所等。

关键词电子钟；单片机；硬件设计；软件设计ABSTRACTAround the electronic clock system design and development of the study and practice,details the electronic clock system overall,hardware design, software design,system solutions as well as the development and implementation.Introduction of a new technology based on in-system programming and C51compiler equipped with an integrated development of new electronic clock design method,explains how it works and software and hardware design.In the hardware companies with KEIL C51large-scale integrated circuit chip on its surrounding,to integrate1tablet8051 implementation of scores of tablets separation components to implement functionality,almost the entire system for download on the same chip, implementation of the so-called SOC,thereby greatly simplifies system structure,enhances system reliability and high performance/price ratio.The electronic clock is particularly relevant for home,office buildings and public place,etc.Key words electronic clock;single-chip;hardware;software design目录1系统总体设计方案 (4)1.1设计课题任务 (4)1.2功能要求说明 (5)1.3总体方案介绍及工作原理 (5)2硬件系统的设计 (7)2.1系统各功能模块介绍 (7)2.2系统电路图 (8)2.3系统元器件清单 (8)3软件系统的设计 (9)3.1设计使用单片机资源介绍 (9)3.2软件系统各功能模块介绍 (9)3.3流程图 (11)3.4软件系统的程序 (11)4系统的仿真分析及结论 (12)4.1系统设计的使用说明 (12)4.2系统的误差分析 (12)4.3设计体会 (12)4.4教学建议 (13)致谢 (14)附录 (16)1系统总体设计方案1.1设计课题任务设计一个具有特定功能的电子钟。

1.2功能要求说明（1）、屏幕保护和检查（P.从右至左流动）；（2)、按下A键显示8个P.,然后开始运行；(3)、时分秒、年月日之间用“-”分割，并闪烁；(4)、运行时按下A键进入调整时钟状态；再按一次恢复运行；(5)、在运行状态下，按下B\C\D分别显示三种功能，可切换观看，按A键返回运行；(6)、在各调整状态下，按B调秒（日），C调分（月）,D调时(年），短时间按下只加一次，长时间按下不停歇的加数，调整完毕后按A键返回运行状态；(7)、定时功能：在运行时按下B显示定时，再按B进入调整状态，设置完成按A返回；(8)、当“时”小于10时，高位不显示，即高位“清零”；(9)、秒表功能：在运行时按下C键，进入秒表功能，奇数次C开启秒表，偶数次C关闭，按A键返回。

(10)、在运行时按下D键显示日期，再按D进入调整状态，按A键返回。

1.3总体方案介绍及工作原理电子钟的总体功能原理是以AT89S52单片机为主要的控制核心，通过外接4个独立式键盘（此处为8个独立键盘选取其中4个）作为控制信号源，八个七段数码管作为显示器件，蜂鸣器作为定时器件，单片机实时的去执行相应的功能。

在数码管上显示出来，此时通过不同的按键来观看和调节各种数据。

CPU控制原理图如图1.1所示。

2硬件系统的设计2.1系统各功能模块介绍2.1.1AT89S52控制模块考虑到设计功能需要，控制器的功能用于外部键盘信号的接收和识别、数码管的显示控制，定时器应用等，我们选择了学习过的AT89S52系列单片机，具有反应速度极快，工作效率特高的特点。

AT89S52主要性能与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash 存储器,1000次擦写周期,全静态操作：0Hz～33Hz三级加密程序存储器32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。

使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

2.1.2键盘功能模块根据系统的基本的要求，基于时间的观看和设定等功能，采用由四个键构成的独立式键盘分别接在AT89S52单片机的P1.0-P1.3，非常的方便，同时相对于独立式键盘大大节省了空间，在软件的设计时带来了极大的方便，使程序简易明了，可读性强。

本次设计中，四个键分别定义为A键、B键、C键和D键，对应着时间显示与控制，定时控制，秒表控制，日历显示与控制，各键功能单一，互不影响，操作起来十分的清晰与方便。

2.1.3数码管显示模块显示模块要具有显示时分秒，年月日和间隔闪烁符（至于每两级单位之间）的功能，共需要八位数码管。

数码管的八个位控口接在AT89S52单片机的P0口线上，从左到右顺序连接，段控制线接在AT89S52单片机的P2口线上，从低位到高位对应连接.再由于数码管的本身显示亮度不够，所以一般都会在其位控和段控口前加上一定的驱动电路，本次设计中采用三极管作为驱动。

2.1.4定时提示模块电子钟的另外一个要求功能是在定时到达时候发出闹铃，本次设计利用蜂鸣器来实现。

具有电路结构非常简单，控制极其方便等优点。

2.2系统电路图总原理图.总布局图.PCB图见14页。

2.3系统的元器件清单本系统中所用到的元件如表2.1所示。

表2.1系统元器件表器件型号数量器件型号数量单片机AT89S521个按键普通4个晶振12MHZ1个开关6脚双路2个电容22μF，33pF1个，2个数码管74HC5738个电阻普通若干下载接口10针接口1个蜂鸣器脉冲式1个单排针普通若干3软件系统的设计3.1使用单片机资源介绍AT89S52的P0，P1,P2口作为输入输出口，且部分用到P1,P3口作为第二功能：P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用）P1.7SCK（在系统编程用）XTAL1、XTAL2:晶振输入RST:复位输入片内资源主要为：定时器/计数器T0,定时器/计数器T1,定时器中断0，通用寄存器前三组，专用寄存器A、PSW、IE、P1、P2、P3、TCON、SCON，位寻址单元F0H、F1H、F2H、F3H、F4H、F5H。

3.2软件系统各功能模块介绍3.3.1独立式键盘模块独立式键盘软件设计通过在主程序中调用子程序KEY去执行键盘扫描和调用子程序ANKEY去执行相应的功能,单片机P1口在复位后保持高电平,当键按下相应口线为低电平，此时CPU做初期判断，之后延时12ms，确定为按键后等待键松，之后执行子程序。