电气信息学院

单片机原理及应用课程设计报告

课题名称 电子时钟的设计

专业班级 电气自动化

学 号

学生姓名

指导教师

评 分

2014年12月22日至12月28日答辩记录

1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法(至少两例)。

答：(1)问题说明：

解决方法：。

(2)问题说明：

解决方法：

2、教师现场提的问题记录在此(不少于2个问题)。

摘 要

数字时钟在日常生活中很常见，应用也很广泛。采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式，根据数码管动态扫描法进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。

本系统设计以 AT89C51 芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单功能齐全的电子时钟。本系统由单片机的时钟信号实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来，同时通过按键可以进行校时、定时等功能。利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点以满足人们不同的需要。系统利用汇编语言开发，并在软件设计中分别使用了keilC51、Proteus开发平台。利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点以满足人们不同的需要。

关键词：单片机；电子时钟；LED 数码管显示

目 录

1 设计任务1

2设计方案2

2.1任务分析2

2.2方案设计2

3 系统硬件设计4

3.1时钟电路设计4

3.2复位电路设计4

3.3 按键控制电路设计5

3.4 按键去抖动设计5

3.5 LED显示器电路设计6

3.5.1 LED显示器的选择6

3.5.2 LED段码驱动芯片的选择6

3.6 掉电保护电路设计7

3.7 闹钟蜂鸣电路设计7

4 系统软件设计8

4.1 主程序设计8

4.2 数码管LED动态扫描子程序9

4.3 时钟计时子程序9

4.4 按键调整子程序11

4.4.1当前时间调整子程序11

4.4.2当前日期调整子程序12

4.4.3闹钟时间调整子程序13

4.4.4闹铃报警子程序14

5仿真与性能分析14

6设计小结17

参考文献18

附录1 系统原理图19

附录2 程序清单20

1 设计任务

利用单片机完成电子时钟的设计，用8个7段LED数码管作为显示设备，采用动态扫

描法显示时钟功能；可以分别设定小时、分钟和秒，复位后时间为00：00：00。即通过单片机主控芯片定期读取时钟芯片中的时间并把年、月、日、小时和分显示在数码管中。而且用按键还可以实现时间的调整和闹铃的设定(创新部分)，即对设置的闹铃时间与实时时间进行比较，如果时间相同且闹铃允许，那么蜂鸣器就会以 1 秒的周期鸣响一分钟，提醒使用者。

图1.1 电子时钟成品效果图

基本要求

设计任务：

用6个7段LED数码管作为显示设备，设计时钟功能；

可以分别设定小时、分钟和秒，复位后时间为00：00：00；

秒钟复位功能，秒复位键按下后，秒回到00；

LED采用动态扫描法显示。

2. 选做

日期、时间切换功能；

使用LCD取代LED作为显示设备；

如果需要制作电子万年历，可以考虑外部扩展专用时钟芯片(如：DS1302)

实现闹钟功能(创新部分)

2设计方案

2.1任务分析

电子时钟的主要功能为显示日期和时间、时间的调整以及闹铃的设定等。用 LED 显示时间和日期，并且可以调整。即通过单片机主控芯片定期读取时钟芯片中的时间并把年、月、日、小时和分显示在数码管中；而且用按键还可以实现时间的调整和闹铃的设定。即对设置的闹铃时间与实时时间进行比较，如果时间相同且闹铃允许，那么蜂鸣器就会以 1 秒的周期鸣响一分钟，提醒使用者。

2.2方案设计

1.硬件方案

根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如图2.1所示。

图2.1 系统的硬件原理框图

单片机可选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。AT89C51 系列单片机的优势有：第一，片内程序存储器采用闪速存储器，使程序的写入更加方便。第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路的体积更小。第三，具有程序加密的