工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化 专业 11 级 3 班 学号 1101110035 姓名 席世琦 指导教师 朱煜钰 题目: 基于AT89C51单片机的电子表设计
课程: 单片机应用技术课程设计 课程设计时间 2014年 10月27 日 至2014年11 月 10 日 共 2 周 课程设计工作内容与基本要求(设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页） 1．设计要求
利用AT89C51单片机作为微控制器，在数码管通过一个控制键转换来显示相应的时间和日期，能通过多个控制键用来实现时间和日期的调节。
2. 设计任务与要求 2.1系统硬件电路设计
根据该系统设计的功能要求选择所用元器件，设计硬件电路。要求用Proteus绘制整个系统电路原理图。 2.2软件设计
根据该系统要求的功能进行软件设计，绘制整个系统的软件流程图；根据流程图编写程序并汇编调试通过；列出软件清单，软件清单要求逐条加以注释。 2.3 Proteus仿真
用Proteus对系统软硬件进行仿真调试并通过。
2.4 编写设计说明书
内容包括任务书、设计方案分析、硬件部分设计、软件部分设计、调试结果整理分析、设计调试的心得体会等，字数不少于5000字；硬件部分设计要绘制整个系统电路原理图，对各部分电路设计原理做出说明；软件设计部分要（用visio2003画图软件）绘制整个系统及各部分的软件流程图，列出程序清单，逐条加以注释，并注明各程序功能块的功能。 3．工作计划
序号 1 3 4 4．主要参考资料
单片机课程设计指导书 皮大能 北京理工大学出版社 2012.7 8051单片机实践与应用 吴金戎 清华大学出版社 2003.8 单片机技术基础教程与实践 夏路易 电子工业出版社 2008.1 单片机原理及应用 张毅刚 高等教育出版社 2012.11 基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例 蒋辉平 机械工业出版社 2007.7 „
指导老师签字: 日 期:
设计内容 布置任务及调研 制作与调试 撰写设计报告书 合 计 所用时间 ４天 ８天 2天 14天 一、电子表
1.1电子表简介
1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子表的基础，电子表开始迅速发展起来。现代的电子表是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。
1.2 电子表的原理
该电子表由AT89C51，74LS373,BUTTON，数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天,满三十天（闰年二月满二十九天，平年二月满二十八天）为一个月，满十二个月为一年。电路中的键控1实现“年”和“分”的调节，键控2实现“月”和“时”的调节，键控3实现“日”和“分”的调节。每按一次就加一。
二、 控制系统的硬件设计
2.1 单片机型号的选择
通过对多种单片机性能的分析，最终认为89C51是最理想的电子时钟开发芯片。89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标
准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环，数据保留时间为10年等特点，是最好的选择。 2.2 数码管显示工作原理
数码管是一种把多个LED(7SEG-MP*8-CA-BLUE)显示段集成在一起的显示设备。有两种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。共阳型就是把多个LED显示段的阳极接在一起，又称为公共端。共阴型就是把多个LED显示段的阴极接在一起，即为公共商。阳极即为二极管的正极，又称为正极，阴极即为二极管的负极，又称为负极。通常的数码管又分为8段，即8个LED显示段，这是为工程应用方便如设计的，分别为A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小数点位段。而多位数码管，除某一位的公共端会连接在一起，不同位的数码管的相同端也会连接在一起。即，所有的A段都会连在一起，其它的段也是如此，这是实际最常用的用法。数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电平一直有效。动态显示的原理是，各个数码管的相同段连接在一起，共同占用8 位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。利用人眼的视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给出该数码管加有效的数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清晰显示出来。
共阴数码管
2.3 74LS373介绍：
373为三态输出的八 D 透明锁存器，373 的输出端 O0~O7 可直接与总线相连。
当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0~O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总 线。当 OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，锁存器内部的逻辑操作不受影响。 当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在 已建立的数据电平。当 LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善 400mV。
引出端符号：
D0～D7 数据输入端；OE 三态允许控制端（低电平有效；LE 锁存允许端；O0~O7 输出端
图3 74LS373
2.4系统硬件电路设计
三、控制系统的软件设计 3.1软件设计
程序清单
#include sbit P20=P2^0; /****定义端口****/ sbit khour=P3^0; sbit kmin=P3^1; sbit knian=P3^2; sbit tiaonian=P3^3 ; sbit speaker=P3^7 ; int j=-1 ; /*****定义变量，j用以控制扫描********/ bit flag=0,leap=0; /*****定义flag控制时分秒和年月日的显示，leap判断是否为闰年***/ char secshi=0,secge=0,minshi=0,minge=0,hourshi=0,hourge=0; char dayshi=0,dayge=0,monthshi=0,monthge=0,yearshi=0,yearge=0 ; unsigned int num=0,sec=0,min=0,hour=0; /****设置初始时间为00时0分0秒****/ unsigned int day=1,month=1,year=10; /****设置初始日期为2010年1月1日****/ char saomiao[8]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; /****扫描数组，控制位选******/ char shijian[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; /*******共阴数码管的0,1,2,3,4,5,6,7,8,9********/ void delay(unsigned int z) /*******延时子程序******/ { unsigned int x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=10;y>0;y--) ; } void timer() interrupt 1 /*********定时器中断0********/ { TH0=(65535-5000)/256; /******重新装入初值*****/ TL0=(65535-5000)%256; num++; j++; if((year%4==0&&year%100!=0)||(year%400==0)) /*******判断是否为闰年******/ leap=1; /*******闰年，使leap=1******/ else leap=0; /*******平年，使leap=0******/ if(num==150) /*****实验微调得num=150时大概为1s******/ { num=0; sec++; /****秒自动加1*****/ } if(sec==60) { sec=0; min++; /****60s时，分自动加1，秒归0*****/ } if(min==60) { min=0; hour++; /****60分时，小时自动加1，分归0*****/ } if(hour==24) { hour=0; min=0; sec=0; day++; /****24时，天自动加1，时分秒归0*****/ } /*************************************************************************************************************************************************************************月份的判断，平年时的2月和闰年时的2月，以及30天和31天的判断**************************************************************************************************************************************************************/ if((leap==1&&month==2&&day==30)||(leap==0&&month==2&&day==29)) { day=1; month++; /*****2月28天或29天时月自加1*****/ } if(month==1||month==3||month==5||month==7||month==8||month==10||month==12) { if(day==32) { day=1; month++; /*****月为31天达到时月自动加1*****/ } } if( month==4||month==6||month==9||month==11) { if(day==31) { day=1; month++; /*****月为30天达到时月自动加1*****/ } } if(month==13) { year++; month=1; /*********新的一年的开始**********/ } secge=sec%10; secshi=sec/10; minge=min%10; minshi=min/10; hourge=hour%10; hourshi=hour/10; dayge=day%10; dayshi=day/10; monthge=month%10; monthshi=month/10; yearge=year%10; yearshi=year/10; P1=saomiao[j]; /*******数码管的位选设置*********/ if(flag==1) /*******flag=1,显示年月日*******/ { if(P1==0x80) P2=shijian[dayge]; if(P1==0x40) P2=shijian[dayshi]; if(P1==0x20) P2=0xbf; /******年与月之间的分隔符\"-\"的显示*****/ if(P1==0x10) P2=shijian[monthge]; if(P1==0x08) P2=shijian[monthshi]; if(P1==0x04) P2=0xbf; /******月与天之间的分隔符\"-\"的显示*****/ if(P1==0x02) P2=shijian[yearge]; if(P1==0x01) P2=shijian[yearshi]; } else /*******flag=0,显示时分秒*******/ { if(P1==0x80) P2=shijian[secge]; if(P1==0x40) P2=shijian[secshi]; if(P1==0x20) P2=0xbf; if(P1==0x10) P2=shijian[minge]; //xian shi if(P1==0x08) P2=shijian[minshi]; if(P1==0x04) P2=0xbf; if(P1==0x02&&hour<24) P2=shijian[hourge]; /*****显示小时0~23*****/ if(P1==0x01&&hour<24) P2=shijian[hourshi]; } if(j==7) { j=-1; } } void timer1() interrupt 0 /*************************************************************************************************************************************************************外部中断0，设置标志flag, 按键未按下，flag=0,显示时分秒，按键按下，flag=1，显示年月日*************************************************************************************************************************************************************/ { flag=!flag; /******按下knian按钮****flag=1,x显示年月日*******/ } void control() /*******时分的调整子程序********/ { if(flag==0) /****显示时分秒的情况下做时分的调整******/ {if(kmin==0) { min++; while(kmin==0); if(min==60) min=0; } if(khour==0) { hour++; // sec=0xc0; while (khour==0) ; if(hour>23) hour=0; } } if(flag==1) /********显示年月日的情况下做年月日的调整**********/ { if(kmin==0) { day++; while(kmin==0); } if(khour==0) { month++; while (khour==0) ; if(month>12) month=1; } if(tiaonian==0&&speaker==1) { year++; while (tiaonian==0); } } } void baoshi() /******整点报时子程序********/ { if(min==0&&sec<10) /*****整点闹钟响，响10秒*****/ { speaker=0; delay(1) ; speaker=1 ; } else speaker=1; } void alarm() /******闹钟子程序*******/ { bit ring=1; char xx=10; if(tiaonian==0) { ring=0; delay(100); while(tiaonian==0); 关闭正在叫的闹钟*****/ } if(hour==6&&min==xx&&ring==1) /*******闹钟按时鸣叫1分钟******/ { speaker=0; delay(1) ; speaker=1 ; } if(hour==6&&min==xx+1) 钟后闹钟停止鸣叫*******/ { speaker=1; /****** /*****1分 } } void main() { TMOD=0x01; 作方式******/ TR0=1; P2=0; TH0=(65535-5000)/256; 时初值*****/ TL0=(65535-5000)%256; IE= 0x82; IP=0x00; 断优先级*****/ EA=1; EX0=1; 中断0******/ while(1) { control() ; alarm() ; baoshi() ; } } 3.2 Proteus仿真 /*******设置工 /******装入计/*******设置中 /****开外部 图5.a 时间仿真图（此时时间为2点8分31秒） 图5.b 日期仿真图（此时日期为2010年9月3日） 四、心得 进过不懈的努力，我们顺利完成了这次单片机课程设计课题中的个性化电子表设计， 本次仿真总的来说是实现了预期的效果，但是喇叭把的效果不是很好。功能还不够完善，设计还比较简单。不过通过此次设 计我们还是学会了不少东西。首先，学会了keil和proteus软件。 然后，由于此次程序是用C语言编写的，以前的C语言知识的到了巩固。同时，我们还领悟到了团队精神的真谛。 通过这次的设计使我认识到本人对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，尤其是对程序设计语句的理解和运用，不能够充分理解每个语句的具体含义 总的来说，本次的设计使我从中学到了最重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争，同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识，在和同学协作过程中增进同学间的友谊，使我对团队精神的积极性和重要性有了更加充分的理解。 最后，我觉得应该感谢朱煜钰老师在平时课堂上的启发。使得我们在课程设计过程中，巩固和学习了单片机知识。相信这对我以后的课程设计和毕业设计将会有很大的帮助！ 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容