简易时钟课程设计报告

目录

一、系统总体方案选择与说明 (1)

二、设计框图与工作原理 (2)

2.1设计框图 (2)

2.2工作原理 (2)

三、各单元硬件设计说明及计算方法3

5四、软件设计与说明 ............................................................................................................

4.1程序设计流程图 (5)

4.2程序设计步骤 (6)

4.2.1延时程序 (6)

4.2.2主程序的设计 (7)

4.2.3中断服务程序的设计 (7)

4.2.4显示控制子程序的设计 (7)

4.2.5按键控制程序的设计 (7)

五、调试结果及说明 (8)

5.1软件调试 (8)

5.2硬件调试 (9)

六、各元件的使用说明 (10)

6.1AT89C51 芯片 (10)

6.2数码管 (10)

6.3按键 (10)

七、总结 (11)

12八、参考文献 ......................................................................................................................

九、附录 (13)

13附录 A ...............................................................................................................................

附录 B (14)

系统总体方案选择与说明

单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软件编程设计两个方面，其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试 3 个过程。如果采用单片机系统的虚拟仿真软件—— Proteus，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。基于单片机设计的数字钟精

确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。从而，使数字钟的精度仅仅取决

于单片机的产生机器周期电路和定时器硬件电路的精确度。另外，程序较为

简洁，具有可靠性和较好的可读性。

针对要实现的功能，拟采用AT89C51 单片机进行设计， AT89C51 单片机是一款低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4KB 在线可编程（ISP）的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用高密度、非易失

性存储技术制造，兼容标准 MCS- 51 指令系统及 80C51 引脚结构 [7] 。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。

在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序

易于理解，又能便于添加各项功能。程序可分为显示程序、调时显示运用、

时钟和跑表切换程序这种方法，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不

匹配会出现意想不到的错误。

首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及内部

寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前

期准备工作。本设计中我们采用的硬件是自己焊的单片机开发板，首先要先

确认该板能够完成下载功能在开始编程；第二部分是硬件部分：依据想要的

功能分块设计设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和段选

电路等。第三部分是软件部分：先学习理解汇编语言的编程方法再根据设计

的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。第四部分是软件画图

部分：设计好电路后进行画图，包括电路图和仿真图的绘制。第五部分是软

件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时

检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，若与设计的完全一样一般能实现想要的

功能。在下载到硬件中时确认程序的关键管脚与硬件电路一致。

设计框图与工作原理

1、设计框图（如图一）：

熟悉硬件了解各引脚功能分块设计各部分电路

完成整体电路图将分块的电路组合认真学习单片机汇编语言确定编程结构和思路

综合各程序完成整体程序编辑各个程序模块

调试程序，进行修改用 Proteus 画出电路图

对仿真中出现的问题进行

改正画出仿真图进行仿真

仿真成功焊接单片机开发板软硬件结合，完成任务书

验证硬件电路

要求

对设计进行总结和分析成功

图一

工作原理：

在整个系统中首先要做的是将要实现功能的软件程序编写好，在程序编写好以后对其进行仿真调试，直到仿真结果和所需结果一致；其次要做的就是焊接出硬件即单片机开发板，在焊接好的开发板中对开发板进行检

测看其是否能工作；在开发板能工作后，将软件程序下载到硬件开发板的

芯片中，进行调试直到硬件中所示的结果和自己设计所需的结果一致。

各单元硬件设计说明及计算方法

这部分介绍各模块电路的硬件设计方法和成果，主要分为：输入部分、输出部分、复位。对于输入部分有时钟和跑表功能切换键，有对时钟的时、

分、秒进行调整的按键；而输出部分则是电路的显示部分，将 AT89C51 的输出与数码管连接起来就构成了该硬件电路的显示部分。对于硬件个元件

的来源，我们先把单片机开发板焊接好，在焊接的过程中初步的了解一下

开发板的内部结构以及各元件之间的关系，以便于在后续的下载连线工作

中能够正确的、快速的连接好线，以便下载，焊接好开发板后，接下来就

是测试开发的好坏，好的话就完成了硬件的设计，坏的话就将其原因查出

重新焊接直到开发板能够下载程序，为后续的下载做好准备。下面分别来

介绍一下各个部分。

输入部分：

在电子钟的输入部分，设置相应的置数功能，通过外部设备的输入，

如按键，实现时间的修改。在选用输入端口时，将P1 引脚与按键相连进行输入。设计的输入部分如图二：

图二