电子技术课程设计.DOC

1、电 子 技 术 课 程 设 计题 目: 数字式电子时钟课程设计学生姓名 马 超 专 业_ 电子科学与技术 学 号 22200732272043 班 级_ 2007 级 2 班 指导教师 丁 珠 玉 成 绩_ 工程技术学院2010 年 11 月西南大学工程技术学院课程设计 (论文)目 录1 引言 11.1 课程设计要求与目的11.1.1 基本设计要求与原则51.1.2 设计的基本目的51.2 设计构思71.2.电子时钟简介71.2.2 时钟的功能72 电路设计 82.1 总体设计框架82.1.1 总体设计思路82.1.2 总体流程图82.2 部分设计细节 102.2.1 各部分的设计思路及电路图

2、 103 时钟各功能分析及图解143.1 时钟运行图 143.2 秒表运行图 144 电路控制 C 语言程序165 程序调试过程及相关问题175.1 调试中已解决问题 175.2 相关分析 195.3 方案存在的问题 305.4 调试心得体会 356 小结40附录 42参考文献 44致谢48西南大学工程技术学院课程设计 (论文)数字电子时钟课程设计马 超西南大学 工程技术学院 07 级（2）班 电子科学与技术 重庆北碚 4007161 引言 随着电子技术的迅猛发展，数字电路应用广泛，电子技术深入各个领域。通过数字时钟这一电子技术课程设计来让我们熟悉理论知识与实践相结合的综合训练，从而达到对我们

3、运用能力进行检查和综合素质的培养。1.1 课程设计要求与目的1.1.1 基本设计要求与原则本次课程设计的题目是数字电子时钟与简易水温控制系统。我们小组选择的是数字电子时钟。基本要求：1、能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。2、根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。3、进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实

4、验中出现的问题。5、1、2 班独立设立小组，每小组 2 个成员。起止时间为：2010 年 10 月 28 号开始至 2010 年 11 月 12 日结束。基本原则：1，小组团队设计不能从网上下载，自己动手编排电路，流程图，编写程序。2，电路图必须采用 PROTEL 软件绘制，用 multisim 或者 proteus 软件仿真，并提交程序及结果、课程论文电子版。（有违以上原则，取消课程成绩）西南大学工程技术学院课程设计 (论文)1.1.2 设计的基本目的1.课程设计是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训

5、练的能力。2.注重培养学生正确的设计思想，掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。3.培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。4.提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。5.在知识传授与能力和素质培养的关系上，树立注重素质教育，融传授知识、培养能力与提高素质为一体。在理论与实践的关系上，树立理论联系实际，提高综合能力为目的。1.2 设计构思1.2.1 电子时钟简介1957 年，ventura 发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于点偏激的一种计时工具，采用延时程序残生一定的时间中

6、断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分进一，满二十四小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活不可缺少的工具。1.2.2 时钟的功能本次设计的时钟，以 AT89C51 单片机芯片为中心的控制电路。单片机控制电路省去很多复杂电路，使得电路得到简化。用 C 语言程序来控制时钟显示，更加简化了时钟的设计。由于单片机和 C 语言的控制能力较强，使得时钟的功能有所提高。通过调整时间，秒表，时钟暂停，返回时钟五个按键可以完成两个成套的功能：时钟调整、秒表。表 1 详细元件列表器件名 称单片机芯片 八位共阳数码管电 容 电 阻 欧姆电 阻欧姆电 阻数目 1 1 5 5 8 5规格

7、AT89C51 7SED 104 10k 560 100西南大学工程技术学院课程设计 (论文)2 电路设计单片机控制电路省去很多复杂电路，使得电路得到简化。用 C 语言程序来控制时钟显示，更加简化了时钟的设计。电路构思也比较简单，用框架来描述分三个部分。每个部分的详细设计用流程图来展现。2.1 总体设计框架此设计原理图如图所示，包括三个部分：单片机，键盘，显示电路。独立键盘AT89C51单片机芯片控制系统显示系统图 1 总体构思2.1.1 总体设计思路设计的电路有三个模块组成：单片机控制电路，显示电路和校正电路。整个设计是由单片机为中心，单片机实现时钟的运行，进制，循环，中断，初始化等等。软件

8、程序从开始执行，先通过初始化各个寄存器，时钟正常运行，经过扫描按键来决定是否设定参数来执行相应功能的程序，进而在数码管上显示。2.1.2 总体流程图西南大学工程技术学院课程设计 (论文)定时器及中断定时器初始化是否设定参数 执行时钟秒表设定程序执行显示程序YN图 2 总体流程2.2 部分设计细节1单片机发送的信号通过程序控制最终在数码管上显示出来。通过寄存器里存储的数据通过 P2 和 P3 端口来达到显示在数码管上的效果。2单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作。单片机自带的晶振电路使得单片机有很稳定的脉冲信号输出。3为使时钟走时与标准时间一致，校时电路时必不可少的，按键输入的数

9、据存入寄存器后与时钟正常的时间数据相加来调节时间，键盘用来校正数码管上显示的。开 始西南大学工程技术学院课程设计 (论文)2.2.1 各部分计思路及电路图1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 10-Nov-2010 Sheet of File: D:PROTEL99SEMyDesign1.ddb Drawn By:EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02

10、37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10U18051ABCDEFGDP 1 2 3 4 5 6 7 8U28X7SEGS3停停S1停停 S5停停停停S2停停 S4停停0102030405060708R1100 R2100 R3100 R4100 R5100+5VC1104 C2104 C3104 C4104 C5104R710k R810k R910k R1010k R1110k+5v01 02 03 04 05aR1456

11、0R15560R16560R17560R18560R19560R20560R21560ab bc cddeeffggdpdp123456781 2 3 4 5 6 7 8制 制 制 制制 制 制 制主主主图 3 电路图设计采用 C 语言程序编程，使单片机控制数码管显示时、分、秒，当秒计数计满 60 时就向分进位，分计数器计数满 60 后向时计数器进位，小时计数器按“23 到0”规律计数，从 0 到 23 循环。时、分、秒的计数结果经过数据处理可以直接送显示器里显示。当计时发生误差时可以校时电路进行校正。设计采用的是时、分、秒显示，单片机对数据进行处理同时在数码管上显示。（1）各个控制键的功能：

12、可对时钟时、分进行校准调节（只可累计加 1） ；加时 1、加分 1 键实在校准时间时对小时数或分钟数调节而设置的；按下秒切换键就进入秒表模式，同时秒表开始计时，按下秒表暂停，复位键就暂停、归零，如果要从新对秒表计时则可以按秒表开始、复位；（2）AT89C51 单片机，通过编写程序对数码显示进行控制。（3）八个 7 段数码管显示时钟和秒表信号。西南大学工程技术学院课程设计 (论文)3 时钟各功能分析及图解3.1 时钟运行图图 4图 5西南大学工程技术学院课程设计 (论文)仿真运行开始后，时间显示 00-00-00 并开始像复位时钟一样一秒跳动一次的运行。如图所示一样，调分键按一次，分钟数个位数值

13、增加一。调时键按一次，小时数个位数值增加一，暂停按键可以让时钟暂停下来，返回时钟是用于进入秒表状态后或暂停后返回时钟界面用的。（图 4）简单操作就是：启动仿真，时钟运行，用调时、调分键校正时间，暂停键用于调秒或秒表，暂停过后想回到时钟界面就点击返回时钟按键。（如图 5）3.2 秒表运行图图 6当秒表按键被按下后，八位共阳极数码管上显示的是 00-00-00，并且最小的跑秒是 0.01 秒，最后两位（7、8）数字进位不再是 60 而是 100，数码管的 4、5 的进位是 60 进 1，1、2 位则是到 60 后又返回 00 的无进位循环。按键操作：当按动秒表键时，数码管从 00-00-00 开始

14、计数，六秒后为 00-06-48（图 6）。这时你按下暂停键时，时间就会一直显示这个时间。返回时钟键有复位的功能，当你按下后，会回到时钟界面，回到你按秒表时的时间。当你再按秒表时又会重复上面的步骤。如（图 7）西南大学工程技术学院课程设计 (论文)该数字钟是用一片 AT89C51 单片机通过编程区去驱动 8 为数码管显示来实现的。通过 5 个开关控制，分别为调分、调时、秒表、暂停、返回时钟，控制键分别对应P1.0 到 P1.4 端口。AT89C51 通过 P2 口和 P3 口区控制数码管的显示，P2 口接数码管的 a-g 端面试控制输出编码。P3 口接数码管的 1-8 端，是控制动态扫描输出。

15、图 74 电路控制 C 语言程序根据实验调试后的最终程序如下：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define delay_ime 3/*宏定义*/uchar k,dat=0,0,0,0,0,0,0,0;uint tcount, t,u;1 2 43 5012034056078123456780102030405060708VCXTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/1 4P2.4/A225.5/136.6/47P1.01 .2P1.23.34P1.45 .56P1.67 .78 P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15U180C51R110R210R310R410R510C1104 C2104 C3104 C4104 C5104R710K R810K R910K R1010K R110KR14560516R7189R2 R21560秒 表调 分 调 时 暂 停 返 回 时 钟