《单片机技术》课程设计说明书数字电子钟院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：王韧职称副教授专业：自动化班级：完成时间：2013年01月05日湖南工学院课程设计任务书课程：单片机技术课程设计题目：数字电子钟数字频率计数字电压表交通灯抢答器密码锁波形发生器数字温度计计算器数字式秒表适用班级：自本1003～4、电子1001～2电气本1001～2、通信本1001～2时间： 2012～2013学年第一学期指导教师：王韧《单片机技术》课程设计任务书一、设计题目：数字电子钟、数字频率计、数字电压表、交通灯、抢答器、密码锁、波形发生器、数字温度计、计算器、数字式秒表。
二、适用班级：电气1001～3三、指导教师：王韧四、设计目的与任务：学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
五、设计内容与要求设计内容1、数字电子钟设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
2、数字频率计设计一个能够测量周期性矩形波信号的频率、周期、脉宽、占空比的频率计。
该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态。
按频率测量键则测量频率；按周期测量键则测量周期；按脉宽测量键则测量脉宽；按占空比测量键则测量占空比。
3、数字电压表设计一个能够测量直流电压的数字电压表。
测量电压范围0～5V，测量精度小数点后两位。
该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入测量准备状态，按测量开始键则开始测量，并将测量值显示在显示器上，按测量结束键则自动返回“P.”状态。
4、交通灯设计一个具有特定功能的十字路口交通灯。
该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。
按开始键则开始工作，按结束键则返回“P.”状态。
要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，甲车道为主车道，每次通车时间为60秒，乙车道为次车道，每次通车时间为30秒，要求黄灯亮3秒，并且1秒闪烁一次。
有应急车辆出现时，红灯全亮，应急车辆通车时间10秒，同时禁止其他车辆通过。
5、抢答器设计一个具有特定功能的抢答器。
该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。
主持人按下开始按钮后，抢答开始并限定时间30S；10S内无人抢答，蜂鸣器发出音响；主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器，抢答违规，显示器显示违规台号，违规指示灯亮，其它按钮不起作用；正常抢答，显示器显示台号，蜂鸣器发出音响，其它抢答按钮无效；正常抢答下，从按下抢答按钮开始30S内，答完按钮没按下，则作超时处理，超时处理时，违规指示灯亮，显示器显示违规台号。
蜂鸣器发出音响；各台数字显示的消除，蜂鸣器音响及违规指示灯的关断，都要通过主持人按复位按钮。
6、密码锁设计一个具有特定功能的密码锁。
该密码锁上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。
该密码锁具有系统原始密码888888，用户可以设定并存储用户密码，密码输入时应处于保密显示状态，密码输入正确时应显示密码输入正确提示信息，否则，显示密码输入错误提示信息。
7、波形发生器设计一个具有特定功能的波形发生器。
该波形发生器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。
该波形发生器可以分别产生幅值0～5V、频率100Hz～100KHz范围内的三角波、锯齿波、方波、梯形波和正弦波。
8、数字温度计设计一个具有特定功能的数字温度计。
该数字温度计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。
测量温度范围0℃～99℃，测量精度小数点后两位，可以通过开始和结束键控制数字温度计的工作状态。
9、计算器设计一个具有特定功能的计算器。
该计算器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。
能实现（1）基本的加、减、乘、除、平方、开方；（2）三角函数运算；（3）十进制、十六进制转换运算；（4）其他功能。
10、数字式秒表设计一个具有特定功能的数字式秒表。
该数字式秒表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。
该数字式秒表应具有开始、暂停、连续、清零和停止功能。
设计要求1、以上课题可以任选其一或多选，学生也可以自拟课题；2、编程语言：汇编或C51；3、计算机打印《单片机技术》课程设计说明书一份；4、设计时间：两周；5、实物制作；6、人员分组：一人一组一实物。
六、《单片机技术》课程设计说明书正文主要内容参照“《单片机技术》课程设计说明书正文主要内容”文件。
七、《单片机技术》课程设计说明书书写规范格式参照“《单片机技术》课程设计说明书书写规范格式”文件。
八、参考资料1、马忠梅，单片机的C语言Windows环境编程宝典[M], 北京：北京航空航天大学出版社，2003.6；2、李光飞,单片机C程序设计指导[M],北京:北京航空航天大学出版社，2003.01 ；3、李光飞,单片机课程设计实例指导[M],北京:北京航空航天大学出版社，2004.9。
电气自动化教研室2012年9月10日摘要数字电子钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便更长的使用寿命长等特点。
因此数字电子钟广泛应用于工业，农业和商业等诸多领域中，具有重要的实用价值。
本次课程设计是应用单片机芯片AT89S52设计出的数字时钟电路，整个系统以单片机作为中央控制器，硬件电路主要由三个部分构成，即：单片机最小系统、数码管显示电路、键盘控制电路。
设计完成的作品具有时间显示、校正功能，走时准确、显示直观、运行稳定等优点，达到课程设计的性能指标。
关键词：数字电子钟；A T89S52；数码管ABSTRACTDigital clock is a digital circuit technology, minutes and seconds, timing devices, and mechanical clock, compared with, small volume, low power consumption, low price, reliable work, convenient operation and longer service life long and so on characteristics.So the digital electronic clock is widely used in industrial, agricultural and commercial fields, and it has important practical value.The curriculum design is the application of single chip AT89S52 design of digital clock circuit, the whole system with single chip microcomputer as the central controller, the hardware circuit mainly consists of three parts, namely: the smallest single-chip system, digital tube display circuit, a keyboard control circuit.Design work completed with time display function, correction, accurate, intuitive display, stable operation and other advantages, the curriculum design performance.Key words：Digital electric clock Stopwatch; AT89S52; Digital Tube目录1 设计课题介绍 (1)1.1 设计课题任务 (1)1.2 功能要求说明 (1)1.3 总体方案介绍及工作原理说明 (2)2 硬件系统的设计 (3)2.1 硬件系统模块 (4)2.2 原理图、PCB图、元器件布局图 (4)2.3 元器件单 (4)3 软件系统的设计 (5)3.1 单片机资源使用情况 (5)3.2 软件系统各模块功能介绍 (5)3.3 软件系统各程序模块框流程图 (6)3.4 软件系统程序清单 (9)4 设计总结 (10)4.1 数字电子钟使用说明 (10)4.2 设计说明 (10)4.3 实物图及误差分析 (10)4.4 设计体会和教学建议 (11)结束语 (12)致谢 (13)考文献 (14)附录 (15)1 设计课题介绍1.1 设计课题任务学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
1.2基本功能要求说明设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
1.3设计方案介绍及其工作原理说明本系统主要设计思想是：整个系统用单片机为中央控制器，由单片机执行采集时钟电路的时间信号并通过显示模块来输出信号及相关的控制功能。
时钟电路产生的时钟信号，利用单片机的I/O口传送给单片机；并通过P0口和P2口控制数码管显示时间，通过P1口外接4个按键对时间进行调整。
定时设计：利用AT89S52单片机内部的定时/计数器进行中断定时，由于采用12MHZ的晶振提供时钟频率，可选择定时器设为工作方式1，定时时间为50ms，则计数溢出20次即得时钟计时最小单位秒。
采用中断方式进行溢出次数累计,计满20次为秒计时（1秒），从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。
此方案利用了单片机的定时功能，不过对定时器须非常熟悉，初值设定正确，否则误差很大，计时不准。