电子作品制作与开发项目实践选修课系列Ⅰ实训报告-数字时钟的设计与制作

北方民族大学电气信息工程学院实训报告课程名称电子作品制作与开发项目实践选修课系列Ⅰ题目数字时钟的设计与制作院（部、中心）电气信息工程学院学生姓名专业测控技术与仪器学号指导教师签名周春艳报告提交时间 2010年12月25日同组人员北方民族大学教务处制评语:成绩:⑴答辩:（ %）⑵报告:（ %）⑶平时:（ %）总成绩:指导教师:年月日目录目录目录 (I)目的 (1)一、要求 (1)二、任务 (1)第一部分、设计原理 (2)一、数字时钟结构 (2)①、数字钟的电路结构组成 (2)二．单元电路设计 (2)①、译码驱动及显示单元 (2)②、校时控制电路 (3)③、5V稳压直流电源电路 (4)④、晶振电路和复位电路 (4)第二部分、硬件电路及PCB板图 (6)第三部分、软件流程图 (8)第四部分、仿真及实物图 (11)第五部分、程序 (13)第六部分、元件清单 (19)心得体会 (20)参考文献 (22)目的一、要求：①、掌握单片机控制数码管现实系统的开发设计；②、在之前掌握的电路、模电、数电等知识，以及单片机知识的基础上，进一步掌握电子产品设计及开发调试的全过程；③、掌握PCB板的设计、印刷，元器件的安装、电路调试、程序调试、程序下载等实践实训部分；④、真正培养理论联系实际、分析解决一般性技术问题以及实际动手的能力。

二、任务：①、设计并制作一个数字钟；②、接4个按键，分别为“设定”、“加1”、“减1”、“确定”键，用于调整时间；③、外接8个LED数码管，分别显示时、分、秒，以24小时制显示时间；④、另外需要使用AC220V转AC（单）12V变压器、二极管IN4004，稳压块7905、7805等自制正负5V电源一套。

第一部分、设计原理一、数字时钟结构该实训作品是利用AT89S51单片机结合数码管设计出的一个可调时的数字时钟，其主要利用单片机的输入/输出功能，定时/计数功能和中断功能。

单片机时钟结构分硬件和软件两部分。

硬件主要由单片机，LED数码管显示器和按键等组成。

①、数字钟的电路结构组成：1）晶振电路和复位电路。

2）驱动电路及显示单元。

3）校时控制电路。

4）5V稳压直流电源电路。

二．单元电路设计：①、译码驱动及显示单元：图1 LED数码管显示图2 输送段码电路当74LS373的LE=1,OE(非)=0时其输出口随输入口变化，即输出段码。

再由P0选中相应位显示输出低电平，使三极管9015导通驱动共阳数码管。

②、校时控制电路：图3 校时控制电路程序设计时给P2口高电平，当有对应按键按下时由于另一端接地，所以对应口变成低电平，单片机根据各按键信号运行相应程序。

K1为设定键，按下后进入调时状态，计时也瞬时停止。

按一次进入调整小时的状态，在调时状态再按K1进入分调整状态，在分调整状态再按一次进入秒调整状态！进入相应状态后，利用K2,K3键进行调整，K2为加1，K3为减1 。

K4键为确定键，当处在调时状态时，K4按下时跳出调时状态，进入计时状态。

③、5V稳压直流电源电路：图4 电源电路电源主要使用的是AC220V转AC12V变压器，二极管IN4004，稳压块7805等。

220V交流电由变压器转为12V交流电，电路板外接12V交流电，经过IN4004整流及电容滤波，在通过稳压块7805得到5V左右的直流电，该电路接了电源指示灯D1，通电时变亮。

④、晶振电路和复位电路：图5 晶振电路和复位电路第二部分、硬件电路及PCB板图图6 Protel整体原理图PCB板图图7 PCB板图第三部分、软件流程图图8 程序流程图图9 程序流程图图10 程序流程图第四部分、仿真及实物图软件仿真环境：Protues软件学习使用Protues软件，学会从该软件上找到所需的芯片及元器件，由秒向时部分依次进行设计并逐步仿真，从而发现问题能及时解决。

按原理电路图在软件上接好电路，进行仿真，从而发现电路的问题并进行解决。

图11 仿真结果实物图图12 实物图第五部分、程序#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit _led=P2^7;sbit key1=P2^0; //调时按键sbit key2=P2^1;//加按键sbit key3=P2^2;//减按键sbit key4=P2^3;//确定建uchar num=0,temp=0,count=0;uchar aa;uchar hour,min,sec;uchar code table[]={0x60,0xf3,0xa4,0xa1,0x33,0x29,0x28,0xe3,0x20,0x21};//定义共阳极LED显示段码0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 void delay(uint z);//延时子函数声明void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d,uchar e,uchar f,uchar aa);//显示子函数声明void read_key();//读按键函数声明void led();void time_change();//时间调整子函数声明/****************** 主函数*******************/void main(){P2=0xff;hour=12;min=0;sec=0;TMOD=0x11;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;aa=0xff;while(1){time_change();display(table[hour/10],table[hour%10],table[min/10],table[min%10],table[sec/10],table[sec%10],0xff);}}/****************** 显示函数*******************/void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d,uchar e,uchar f,uchar aa) { if(1){P0=0xfb&aa;P1=0xbf;delay(2);P0=0xdf&aa;P1=0xbf;delay(2);}if(num==1){P0=0xfe&aa;P1=a;delay(2);}else{P0=0xfe;P1=a;delay(2);} //hourif(num==1){P0=0xfd&aa;P1=b;delay(2);}else{P0=0xfd;P1=b;delay(2);} //hourif(num==2){P0=0xf7&aa;P1=c;delay(2);}else{P0=0xf7;P1=c;delay(2);} //minif(num==2){P0=0xef&aa;P1=d;delay(2);}else{P0=0xef;P1=d;delay(2);} //minif(num==3){P0=0xbf&aa;P1=e;delay(2);}else{P0=0xbf;P1=e;delay(2);} //secif(num==3){P0=0x7f&aa;P1=e;delay(2);}else{P0=0x7f&aa;P1=f;delay(2);} //sec}/************** 定时器0中断函数***************/ void timer0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;temp++;}/************** 定时器1中断函数***************/ void timer1() interrupt 3{TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;count++;if(count>=20)count=0;}/****************** 延时子函数*******************/ void delay(uint z){uint j,k;for(j=z;j>0;j--)for(k=120;k>0;k--);}/****************** 读按键函数*******************/ void read_key(){if(key1==0){_led=0;delay(100);if(key1==0){delay(100);_led=1;num++;if(num>3){num=0;}while(1){if(key1==0){_led=0;delay(10);if(key1==0){num++;if(num>3){num=0;break;}}while(!key1);delay(10);while(!key1);_led=1;}if(key2==0){_led=0;delay(80);if(key2==0){if(num==1){hour++;if(hour==24)hour=0;}if(num==2){min++;if(min==60)min=0;}if(num==3){sec++;if(sec==60)sec=0;}}while(!key1);delay(10);while(!key1);_led=1;}if(key3==0){_led=0;delay(80);if(key3==0){if(num==1){hour--;if(hour==0)hour=23;}if(num==2){min--;if(min==0)min=59;}if(num==3){sec--;if(sec==0)sec=59;}}while(!key1);delay(10);while(!key1);_led=1;}if(key4==0){_led=0;delay(80);if(key4==0){num=0;break;}}if(count<=15)display(table[hour/10],table[hour%10],table[min/10],table[min%10],table[sec/10],table[sec%10],0xff);if(count>15)display(table[hour/10],table[hour%10],table[min/10],table[min%10],table[sec/10],table[sec%10],0x00);}}while(!key1);delay(10);while(!key1);_led=1;}}/****************** 时间调整函数*******************/ void time_change(){read_key();if(temp>=20){temp=0;sec++;if(sec>=60){sec=0;min++;if(min>=60){min=0;hour++;if(hour>=24){hour=0;}}}}}第六部分、元件清单心得体会这次实验其实电路原理很清楚，可是实际动手起来遇到问题却比想象中多，任何一点小错误都会让努力白费，所以细心，耐心和和小组成员讨论是一定要的。