单片机电子时钟设计说明书.doc

单片机电子时钟设计说明书 目录 设计要求……………………………………………………2 单片机系统原理图及工作原理描述………………………2 设计过程中碰到的问题及解决方法………………………4 总结…………………………………………………………6 程序模块框图……………………………………………… 程序清单 …………………………………………………… 总体设计要求 实时时钟 工作原理：采用单片机内部定时器精密定时，四位数码管显示年、月、日、时、分、秒等，用键盘可以进行时间预置、时间显示内容设置、时间运行方式设置等。 要求： 1．用键盘切换的方式，分别显示年月日或者时分秒； 2．用键盘预置年、月、日、时、分、秒等； 3．可以倒计时，倒计时单位为分； 4．每一秒4个小数点闪烁一次； 5．定时闹钟功能，蜂鸣器鸣叫提示。 6．时钟误差每日不大于1秒。 单片机系统原理图及工作原理描述 为满足不同功能的设计要求，一块电路板上设计出多个常用的功能电路，供使用者选用。印制线路板包含： 单片机最小系统； 四位LED数码管显示器； 4×4共16个键的矩阵键盘 RS-232电平转换电路； DC12V稳压电源输入接口； USB电源转换接口（DC5V）； ISP编程接口。 8位串行A/D转换接口； 8位串行D/A转换接口； 四相步进电机驱动接口； EEPROM串行存储电路； 1.单片机最小系统 AT89S51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。AT89S51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。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．显示器 显示器采用LED数码管动态显示方法，P0口输出字符的显示码，位码由P2.4~P2.7来控制。动态显示的成本极低，但占用CPU接口资源较多，本设计中共采用了12根口线。另外由于显示器的不断动态刷新，占用了CPU的部分工作时间，所以对一些时间要求较高的控制系统，则应考虑显示器显示占用的时间。 3.键盘 键盘采用4×4矩阵键盘，由P2.0~P2.3为行线、P1.4~P1.7为列线而组成4×4的方阵，用软件扫描的方法可以确定每个键的键值。在设计中，每个键可以用来数据及命令的输入。 4．电源 控制电源可以由单放机DC12V稳压电源提供，该电源可以用于步进电机的驱动，同时通过线性三端稳压器7805为其它电路提供电源；如果不需要使用步进电机，整个控制系统的DC5V电源可以从普通计算机的USB接口采集，使用时只要把USB接线一头接微机USB端口，另一头接控制器上的2芯电源接口即可。 5．编程接口 微处理器采用AT89S51，AT89S51具有ISP在线编程功能，P1.5~P1.7为编程接口，软件编译和调试包括两个过程： 1．打开Medwin仿真编译软件，选择模拟仿真即可进入编译环境，新建一个文件（后缀为asm），在文本输入框输入源程序，然后进行编译直至没有语法错误，使用编译命令（Ctrl＋F7）生成16进制文件（后缀hex）。 2．连接好电源线和编程线后，启动USBASP编程软件，在芯片选择中选择微处理器型号AT89S51，打开装入Flash，装入16进制文件，用擦除命令将芯片内的原程序擦除，用编程命令将新程序写入AT89S51，完毕后，重新复位使程序运行，观察结果。如有错误应重新打开Medwin修改源程序，重新生成16进制文件，重复以上操作，直至满足设计要求。 设计过程中碰到的问题及解决方法 硬件方面： （1）焊接三极管时，由于三个引脚间的距离太近，自己过于急躁，弄了很多锡在上面，造成短路；最后用吸锡器弄干净，重新焊接，有些锡粘在板上，必须用小刀把两引脚间的锡削掉。这里花费了大量时间。 （2）LED显示器有一排显示不出来，查明是接口虚焊问题。重新补焊接显示器接口。 软件方面： （1）程序编写开始有点混乱，最后重新构思，确定各个按键功能，再根据各个功能编写，这样一步步来，思路比较清晰。 （2）程序编写时感觉最难的是按键切换，开始感觉无法下手。最后找了一些按键方面的程序，慢慢看，慢慢了解；然后根据自己设计的特点编写程序。 总结 数字电子钟基本功能都已实现，可以通过按键进行模式切换，并对其数值进行调节。在这基础上还添加了年月日的移动显示，还有秒表，闹铃功能。存在不足是设计的电子钟存在一定的误差，不能在