课程论文题目:基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真课程名称:单片机系统设计与Proteus仿真学生姓名:马珂学生学号: 1305010323系别:电子工程学院专业:通信工程年级: 13级任课教师:徐锋电子工程学院2015年5月目录一、设计目的与要求 (3)二、设计内容与方案制定 (3)三、设计步骤 (3)1.硬件电路设计 (3)1.1.硬件电路组成框图 (3)1.2.各单元电路及工作原理 (4)1.3.绘制原理图 (5)1.4.元件清单列表 (6)2.程序设计 (6)2.1程序流程 (6)2.2汇编程序 (7)四、调试与仿真 (12)五、心得体会 (14)六、参考文献: (14)基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真一、设计目的与要求设计目的:通过课程设计,培养学生运用已学知识解决实际问题的能力、查阅资料的能力、自学能力和独立分析问题、解决问题的能力和能通过独立思考。
设计要求:设计一个时、分可调的数字电子钟、开机显示“9-58-00”。
二、设计内容与方案制定具有校时功能,按键控制电路其中时键、分键两个键分别控制时、分时间的调整。
按分键分加1;按时键时加1。
以AT89C51单片机进行实现秒、分、时上的正常显示和进位,其中显示功能由单片机控制共阴极数码管来实现,数码管进行动态显示。
三、设计步骤1、硬件电路设计1.1.硬件电路组成框图1.2.各单元电路及工作原理(1)晶振电路单片机的时钟产生方法有两种:内部时钟方式和外部时钟方式。
本系统中AT89C51单片机采用内部时钟方式。
采用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。
其电路图如下:(2)键盘控制电路键盘可实现对时间的校对,用两个按键来实现。
按时键来调节小时的时间,按分键来调节分针的时间。
其电路连接图如下:(3)显示电路?LED显示器是现在最常用的显示器之一发光二极管(LED)分段式显示器由7条线段围成8字型,每一段包含一个发光二极管。
外加正向电压时二极管导通,发出清晰的光。
只要按规律控制各发光段亮、灭,就可以显示各种字形或符号。
显示电路显示模块需要实时显示当前的时间,即时、分、秒,因此需要6个数码管,采用动态显示方式显示时间,其硬件连接方式如下图所示。
1.3.绘制原理图其计时周期为24小时,显示满刻度为23时59分59秒,另外还有校时功能。
整个设计图由晶振电路、复位电路、AT89C51单片机、键盘控制电路组成。
显示电路将“时”、“分”、“秒”通过七段显示器显示出来,6个数码管的段选接到单片机的P0口,位选接到单片机的P2口。
数码管按照数码管动态显示的工作原理工作。
把定时器定时时间设为50ms,则计数溢出20次即得时钟计时最小单位秒,而20次计数可用软件方法实现,每累计60秒进1分,每累计60分钟,进1小时。
时采用24进制计时器,可实现对一天24小时的累计。
校时电路时用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整,时分秒三个控制键分别接单片机的p3.1、p3.0进行控制。
按一下分键秒单元就加 1 ,按一下时键分就加1。
1.4.元件清单列表单片机AT89C51*1电解电容CAP-ELEC 10uF*12.程序设计2.1程序程序数字电子钟采用内部硬件定时器来进行定时,计时最小单位sec100为10ms。
若sec100每计满100次时,表示已经计时1s,则sec100清零且sec加1。
如果sec等于60,应将sec清零,同时min加1。
如果min等于60,应将min清零,同时hour加1。
如果hour大于23时,应将hour清零。
通过分析可知,程序中可分别由inc_sec()、inc_min()、inc_hour()这是三个函数负责秒、分、时的计时。
Sec100的计时由Timer0()中断函数来实现。
按钮K1(INT0)和K1(INT1)为调时、调分控制按键。
这两个按钮信号的输入采用外部中断方式来实现。
若产生外部中断时,通过调用inc_hour()或inc_min()函数来实现调时或调分操作。
编写显示函数display()时,应考虑小时数小于10时,应屏蔽时的十位数,使其不显示。
2.2汇编程序c语言编写的程序如下:#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define unit unsigned intsbit k1=P3^2;sbit k2=P3^3;uchar tab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0xBF}; uchar dis_buff[8];uchar sec100,sec,min,hour;void delay(unit k){unit m,n;for(m=0;m<k;m++){for(n=0;n<120;n++);}}void display(void) {P2=0X80;P0=tab[dis_buff[0]]; delay(2);P2=0x40;P0=tab[dis_buff[1]]; delay(2);P2=0x20;P0=tab[dis_buff[2]]; delay(2);P2=0x10;P0=tab[dis_buff[3]]; delay(2);P2=0x08;P0=tab[dis_buff[4]]; delay(2);P2=0x04;P0=tab[dis_buff[5]]; delay(2);P2=0x02;P0=tab[dis_buff[6]]; delay(2);if(hour>9){P2=0x01;}else{P2=0X00;}P0=tab[dis_buff[7]]; delay(2);}void disp_data(void) {dis_buff[7]=hour/10; dis_buff[6]=hour%10; dis_buff[5]=16;dis_buff[4]=min/10; dis_buff[3]=min%10; dis_buff[2]=16;dis_buff[1]=sec/10; dis_buff[0]=sec%10; }void inc_hour(void){hour++;if(hour>23){hour=0;}}void inc_min(void) {min++;if(min>59){min=0;inc_hour();}}void inc_sec(void){sec++;if(sec>59){sec=0;inc_min();}}void int0()interrupt 0 {delay(100);if(INT0==0){inc_hour();}}void int1()interrupt 2 {delay(100);if(INT0==0){inc_min();}}void timer0()interrupt 1 {TH0=0xDC;TL0=0x00;sec100++;if(sec100>=100){sec100=0;inc_sec();}}void int_init(void) {TMOD=0x01;TH0=0xDC;TL0=0x00;TR0=1;ET0=1;EX0=1;IT0=0;EX1=1;IT1=0;EA=1;}void main(void) {int_init();P0=0xFF;P2=0x00;hour=9;min=58;sec=0;sec100=0;while(1){disp_data();display();}}四、调试与仿真打开keil程序,创建“数字电子钟”项目,输入c语言源程序,保存为“数字电子钟.c”。
在项目管理窗口中选中文件组,单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“Add File to Grou`Source Group1`”,添加源程序“数组电子钟.c”到项目组。
执行命令“Project”-”Build Target”,编译源程序,如果编译成功,则在输出窗口中显示没有错误,并创建了”数字电子钟.hex“文件。
在已绘制好原理图的Proteus ISIS中,双击单片机,在弹出的对话框选择“数字电子钟.hex”。
开始仿真,刚运行时1,数码管显示“9-80-00”,而后每隔1s进行累计显示,如图所示,每按一次K1时,小时数会加1,每按一次K2时,分钟数加1。
五、心得体会按分键对分进行调整,按一下加一分;按时键对时进行调整,按一下加一小时,从而达到快速设定时间的目的。
若满足以上要求则符合方案要求。
若按一下连续加若干位,则按键延时时间设置太短,可以通过增大延时时间进行改进。
通过本次仿真设计,基本掌握了简单的单片机应用设计,以及proteus仿真设计,数字电子钟设计比较简单,以后应多注意设计方面的问题并解决。
六、参考文献[1]陈中平、基于proteus的51系列单片机设计与仿真(第二版)、电子工业出版社.2012.[2]谭浩强、C程序设计(第四版)、清华大学出版社.2010.。