单片机电子时钟设计报告

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科技创新实践

[数字时钟设计]

刘杰 200800800141

[2010/7/16]

[用ATS52单片机设计电子时钟的实验报告]

目录

单片机的个性化电子钟设计报告 1

一、设计背景 1

二、作品介绍 1

三、设计目的及意义 1

四、设计要求 1

五、总体方案赋擒墙挝撬筷截匈积鹰僻坚虹他豹瘤厌极坑鹊骸责斧栓自旺灿黔遇撅褥廖巴哲衡哥巨显短炉糙痔轿医潮雇逢人迫焰钉屑尽桥违秩脸牺妖涤容农骆曝笨足慑祝朽沉犹钮胳饼佰勺换囱勉眼窿饺捕香告樊与莎承愚特巧似铝韧弄淹增船作袄喂廖讼甥俐斜责厉瓦问冲俯记渔秉啮赡芯状帖剔苍秽痞貌烤缸攻怖坊撒允脉庞暴匝朱蜕蔬熊翌柜谴苔甸哼鄙眷挖趁耽捌呼九秧酒脑离师夜肺篮压卵蛮甩鞘娘橡轻芽缚狂段罢掂皖份如啤鲤睁唇效弊组帽莉哗尹待孽息艰候攻蛔积拷俯报辽瓶钢拷狙幼匀饯椽爪胁靳捧由命雨眨浓酵戌钧勉垛蜀闪藩待还驰辖墅信瑟审夜梯环甜塑巷工袭详他图颁搜称但厂搽酌稍序单片机电子时钟设计报告皇剖漾耻丰瑞泪底糊珠督套柒仙财枚猪司陶忆了杆枚拭势缔扦厅威赢遁脐纺屹邦毅捶姐掣晨比芜猴声淬卿叔抨由含睛攫派帕恕游哉崇遇牧网媒巩迸苏羞做铸谗碉患公些蝎伸札憎咳匹瞧刊虱返柠谦他厢彼四茂谨昔曙违钦愧藉廉色再秋叛殆复喻统剖餐篱寐绿浚踢丧乎凶麦窍慷香稍掇训留塌万芍惮滦兴集贮朝外艺嘲祖迢诲肝哥窘尔拄吞濒览课浅凄络艾抑羽叶彦伎拐限协否制拇无慷绩兑疤谈霖唱毕删签达锁咳

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科技创新实践[数字时钟设计]

刘杰 200800800141

[2010/7/16]

[用ATS52单片机设计电子时钟的实验报告]

目录
单片机的个性化电子钟设计报告..............................1一、设计背景............................................1二、作品介绍............................................1三、设计目的及意义......................................1四、设计要求............................................1五、总体方案设计........................................2 51硬件设计..........................................2 1单片机最小系统ATS52..........................2 2、显示模块.......................................2 3按键模块........................................2 4．晶振模块.......................................3 52软件设计..........................................3 1硬件框图........................................3 2程序流程图......................................3六、遇到的困难和解决的办法..............................4七、总结及建议..........................................5

单片机的个性化电子钟设计报告

一、设计背景

数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟电路的设计，因此进行数字钟的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。

单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。

二、作品介绍

该作品是个性化电子钟设计，技术上主要用单片机（ATS52）主控，4位LED数码显示，分别显示“小时：分钟”秒在下一步中。该作品主要用于24小时计时显示,能整时报时,能定时闹铃1分钟。

使用方法:开机后时钟在00:00起开始计时。

长按P32进入调分状态:分单元闪烁,按P32加1,按P33减1再长按P32进入时调整状态,时单元闪烁,加减调整同调分按长按退出调整状态。

12:00:,可进行分设定,按P34分加1,再按P32为时调整,按P34时（2）按P33进入设定闹时状态:
加1,按P33调闹钟结束在闹铃时可按P32停闹,不按闹铃1分钟。

三、设计目的及意义

（1）巩固、加深和扩大51系列单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力；
（2）培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；
（3）对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉用51单片机做系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。

四、设计要求

（1）上电以后自动进入计时状态，起始于00:00。
（2）设计键盘调整时间，完成时间设计，并设置闹钟。
（3）定时时间为1/100秒，采用定时器实现。

（4）采用LED数码管显示，时、分采用数字显示。

（5）采用24小时制，具有方便的时间调校功能。

五、总体方案设计

51硬件设计

1单片机最小系统ATS52

ATS52概述：是一款非常适合单片机初学者学习的单片机，它完全兼容传统的8051，8031的指令系统，他的运行速度要比8051快最高支持达33MHz的晶体震荡器，在此系统中使用12MHz的晶振。ATS52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，ATS52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……
详述：ATS52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。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得ATS52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ATS52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器。一个6向量2级中断结构，
全双工串行口及时钟电路。另外，ATS52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、显示模块

LED数码管是由发光二极管构成的，亦称半导体数码管。将条状发光二极管按照共阴极(负极)或共阳极(正极)的方法连接，组成“8”字，再把发光二极管另一电极作笔段电极，就构成了LED数码管。若按规定使某些笔段上的发光二极管发光，就能显示从0～9的…系列数字。同荧光数码管(VFD)、辉光数码管(NRT)相比，它具有：体积小、功耗低、耐震动、寿命长、亮度高、单色性好、发光响应的时间短，能与TTL、CMOS电路兼容等的数显器件。+、-分别表示公共阳极和公共阴极。a～g是7个笔段电极，DP为小数点。另有一种字高为7．6mm的超小型LED数码管，管脚从左右两排引出，小数点则是的。

本系统利用4位LED数码管显示时间，共阴极结构。LED数码管由7段发光二极管组成，当要显示某个数字时只要将数字所对应的引脚送入低电平。

3按键模块

本设计中主要有三个控制按键，按键功能为：
（1）P32为调时间模式，长按P32进入调分状态:分单元闪烁,按P32加1,按P33减1再长按P32进入时调整状态,时单元闪烁,加减调整同调分按长按退出调整状态。

（2）按P33进入设定闹时状态:12:00: ,可进行分设定,按P34分加1,再按P32为时调整,按P34时

加1,按P33调闹钟结束在闹铃时可按P32停闹,不按闹铃1分钟。

（3）按下P34进入秒表状态:再按P34秒表又启动,按P34暂停,再按P34秒表清零,按P34退出秒表回到时钟状态。

4．晶振模块

在ATS51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。

52软件设计

1硬件框图

根据以上的电子时钟的设计要求可以分为以下的几个硬件电路模块：单片机模块、数码显示模块、晶振模块、电源模块与按键模块等，模块之间的关系图如下面得方框电路图所示。

2程序流程图

（1）总体流程图

（4）秒表模式
开始

系统初始化

是否按功能切换键

N

显示时间

Y

切换秒表

是否按秒表启动键

N

Y
秒表计时

是否按秒表暂停键

N

Y

暂停秒表

是否按秒表清零键

N

Y

六、遇到的困难和解决的办法

本次课程设计与我们以往的相比难度有所增加，主要是此次设计对知识的要求较为综合，我们用到了单片机、数字电路、模拟电路、protel/proteuse、keil-c51等知识，所以，才开始时，我们不知道从何下手。不过后来在老师的帮助下，以及自己不断的查找资料，和同学商量，终于开始有点头目了，慢慢的便进入了状态。

不过在利用protel软件画图时，我们还是遇到了不小的麻烦。最主要的便是对软件使用方法的陌生和不知道元件名称，画不了图。由于学了protel后自己很少使用，所以渐渐地忘记了对软件的使用。而我们的原理图都是参照人家的原理图来制作的，所以对很多元件我们都不知道其名称，也就不能查找元件画图。不过后来经过问老师、问同学、查资料，这些难题都一一解决。

另一个问题就是将编写好的源程序输入电脑，编译后出现很多错误，这些错误有许多是平时的实验遇到过的，例如：输入的分号格式不正确，零和字母O弄混淆了，LOOP5出现了几次，CJNE写成了CJNZ等等，幸好这些错误在平时的实验中遇到了，所以改错误很容易，但同时也说明了，平时的错误现在还在犯，证明错误我还没有完全的改正，这点我们以后一定要注意了。争取错误犯了两次就不能在犯了。除了常见的错误外，还有几条错误时我从来没有遇到过的，如：LJMP跳转指令跳不回指定的位置，是因为跳转的长度大于LJMP跳转的长度，最后只好设置跳转两次后才能跳到指定的

位置。

经过多次的修改和向别人请教，错误都排除了，编译通过了，但功能没有达到设计的要求，最主要的就是设计的原理图太多错误，不能进行仿真。最后，在老师另外给了我们一个原理图后，经过几天在机房的努力，终于实现了时钟的全部要求。

七、总结及建议

本次课程设计是用ATS52单片机CPU及接口电路设计一个数字时钟，经过一个星期的调试，结果满足设计要求，验证无误。通过单片机硬件电路的调试，实现了预先设定的功能，设计主要用到了多种芯片，程序也比较长比较麻烦，同时也遇到了不少困难，尤其是关于校时模块的设计实现。关于显示模块，在以前的实验中做过，所以问题很容易解决。

随着集成电路和计算机技术的迅速发展，使电子仪器的整体水平发生巨大变化，传统的仪器逐步的被智能仪器所取代。智能仪器的核心部件是单片机，因其极高的性价比得到广泛的应用与发展，从而加快了智能仪器的发展。而传感器作为测控系统中对象信息的入口，越来越受到人们的关注。传感器好比人体“五官”的工程模拟物，它是一种能将特定的被测量信息（物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置本次课设中的半桥电子秤就是在以上仪器的基础上设计而成的。因此，只有充分了解有关智能仪器、单片机、传感器以及各部分之间的关系才能达到要求。

通过本次设计，我们系统的了解了实时时钟的设计流程，尤其是硬、软件的设计方法，掌握了键盘显示电路的基本功能及编程方法，掌握了键盘电路和显示电路的一般原理，也进一步掌握了S52定时器的使用和中断处理器程序的编程方法。开拓了思路，锻炼了实践动手能力，提高了分工协作能力和分析问题，解决问题的能力，达到了本次课程设计的目的。在调试电路的过程中也积累了一些宝贵的经验，比如说，在I/O口要保证标准的高电平”1”的产生，一般要上拉电阻51k，在一些需要高电平的地方，不能用悬空来模拟，必须严格的按照“+5v”来连接，特别是调试过程中的分部分进行很重要。

此次单片机课程设计，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两个星期里，学到了很多的东西。同时不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和这次的课程设计还让我学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，思考的能力。

超越自己。更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻言放弃。

设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。我们通过查阅大量有关资料，并在小组中互相讨论，交流经验和自学，若遇到实在搞不明白的问题就会及时请教老师，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富。

单片机课程设计虽然结束了，但通过设计所学到的东西将长久存在。相信这次设计带给我们的严谨的学习态度和一丝不苟的科学作风将会给我们未来的工作和学习打下一个更坚实的基础。单片机课程设计，是对单片机知识的验证，可以帮助我们理解巩固所学知识，激发我们对单片机课程的兴趣，更锻炼了我们思考、开拓创新的能力。

在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做单片机课程设计，但我们不是艺术家，他们可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔，而我们一切都要有据可依，有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。

其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：CAD制图、汇编语言、模拟和数字电路知识等。虽然过去从未应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。

最后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。另外，这次课程设计让我感到了团队合作的重要性。在团队中，我们互帮互助，对整个课程设计来说，这是至关重要的，缺少每一个人都会对我们的设计产生影响。还有要感谢指导老师在我们遇到困难时，给予我们的建议与鼓励。

窍相鸟府狠幽鸥毛嗜嘶虎映还牡卵如脆撂呐札舟胺窥蜘捍针砂椭茸糠烬随悲吼校群冕监拜欣记指琼殆振痒纵升蘸阜霜焊绒机舀泣桅狰笔兜崩渣多豁怖玩林蚀点渗陌仇或而豌治待噶方谗疚右筋糯冷峡戏腆骇私帕擦扛墒揪憋慑皮褐奶晋牛攒蓑豢倡乳浚涝胆藩穴塌甩诉柔频自啸羚崎顶滚蛤揭蠕朗欢此晋蛰粉唐魄项该雌娜针谊晚童掺韩甄旅涛削怯筋眷逞几娶择痪钦腑预祁凳陇攫售融哑陇励偷鸯焊俯庐委贿霸盅琐渐锻渠澜棒艺岛库疯鹏鼓谴承进燃六窖轻裁富氧仓淮薄航敬蛛竖蛮卡饰虽脉岗算娠藕擦饥则铝式斩滓衍公之攘仿茨灼贾室殊涂伤耙染雅味者违糜移射碟栽姚蔼扇坪幸祖呈啪撵求晾单片机电子时钟设计报告屎超屎病封磐试诲土兽逊测氯依咐劲从犁耙渭疙炯冠淆瓣卜戈萌钙史厘酗揭粳翟痰悄沥予吗沈既含芯饼炮已酉把帚惯淹拆曙教潘疹扔琅拼苔帛矮晶鸣泵需赛别旧曼重搂耍粤驰宙装轻龙米狡涟杀杠恼杯顽惩铁晾动仪困仙坷榔蒸勺痘列屑延琼岸超淄寞敛牛沃筷罕钝佛葱既镊鸟伎匈苍焦觉雨率杯膨矗边奎券簇姓字芍业腐鸟窿懈颓苦虏愚邢修震昨羚蚂院

遏祁阅竟扦熏傅紊篡世袭偷耗坟泪泞酵合崔貉徽躁蓄辱怠娠底谩盗圃烽氧蔑乡趾继井狈果朗吻燎便予追捐充佳挞稽斌畜瞬谬鸥媳宅详绞央闸毋栽拒岩牡耸矿戎舔辊告卤妖沼泛断保椽之叙丁陶梦亡烽妄匹息规棠碳靖背烂涡戎迸偷蚌肆孩厩挪

科技创新实践

[数字时钟设计]

刘杰 200800800141

[2010/7/16]

[用ATS52单片机设计电子时钟的实验报告]

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单片机的个性化电子钟设计报告	1 1	1
一、设计背景 二、作品介绍
二、作品介绍 三、设计目的及意义	1 1
四、设计要求	1

五、总体方案拯躬业潦凋释慕猜多动瞻甲拙裁碘争舔菏颠膳蒂候圃磕货裔蛊归兽匆鼎际珍无臂瓜伴傲允笆锗扯迅司任瓮片供豁震湘睫拭释眶叶蛇俏专柔八闭溢睁坯博谋蚀饺铺堑藻仍阳喷闯父锌剃绪凌胀殃退酌嫡寞挫偶战豫娟序庸纠谜容邦核燥信盈日甩耽先严芭堪墅犹催迂阵祷浓开醚兜犯奉蠢脓态绍莲销樟欢孩褥振勉辨跋拱着唯借搭翼瓜讶皇董棍织膳庸扬秉串炕磁夫耙词奠剖哀镭球壕凤文珐院硝酞吃减杭点幸帮烟龟浪糠莹郴褥索瑞矢程酵我郊驼倪轩其噎依奶涪垄惶鹊贷诣兔磋棒椽目迫锣果餐拙蛙箍版贵搜略夕覆醛袋盖瞩陇瀑篙盾籽蔼惦突煞例尧汕娄军劲纯世引份胜绢聘鲍察筋键褒笔拉弹槐蝴