基于单片机的电子时钟6位LED数码管显示
数码管显示电子时钟设计
一.功能要求
1.数字电子时钟最主要是LED数码管显示功能，以24小时为一个周期，显示时
间时、分、秒。
2.具有校时功能，可以对时、进行单独校对，使其校正到标准时间。
二.方案论证
1.数字时钟方案
数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。
方案一：本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887A。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。
方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。
基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。
2.数码管显示方案
方案一：静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的I/O口太多，
造成了资源的浪费。
方案二：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。
3 .计时方案
利用AT89S51单片机内部的定时/计数器进行中断时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高，对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而对学好单片机技术这门课程起到一定的作用。
4. 控制方案
AT89S51的P0口和P2口外接由八个LED数码管(LED8～LED1)构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口，P2口作八个LED数码管的位控输出线，P1口外接四个按键A、B、C构成键盘电路。
AT89S51 是一种低功耗，高性能的CMOS 8位微型计算机。它带有8K Flash 可编程和擦除的只读存储器（EPROM），该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造，与工业上标准的80C51和80C52的指令系统及引脚兼容，片内Flash 集成在一个芯片上，可用与解决复杂的问题，且成本较低。简易电子钟的功能不复杂，采用其现有的I/O便可完成，所以本设计中采用此的设计方案。
三.系统硬件电路的设计
根据以上的电子时钟的设计要求可以分为以下的几个硬件电路模块：单片机模块、数码显示模块与按键模块，模块之间的关系图如下面得方框电路图1所示
图1 硬件电路方框图
1.单片机模块设计
1．1 芯片分析
AT89C51单片机引脚图如下：
图2 AT89C51引脚图
MCS-51单片机是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，其各引脚功能如下：
VCC：+5V电源。
VSS：接地。
RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用完成单片机的复位初始化操作。
XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。
P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，当作输出口使用时，必须接上拉电阻才能有高电平输出；当作输入口使用时，必须先向电路中的锁存器写入“1”，使FET截止，以避免锁存器为“0”状态时对引脚读入的干扰。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，它不再需要多路转接电路MUX；因此它作为输出口使用时，无需再外接上拉电阻，当作为输入口使用时，同样也需先向其锁存器写“1”，使输出驱动电路的FET截止。
P2口：P2口电路比P1口电路多了一个多路转接电路MUX，这又正好与P0口一样。P2口可以作为通用的I/O口使用，这时多路转接电路开关倒向锁丰存器Q端。
P3口：P3口特点在于，为适应引脚信号第二功能的需要，增加了第二功能控制逻辑。当作为I/O口使用时，第二功能信号引线应保持高电平，与非门开通，以维持从锁存器到输出端数据输出通路的畅通。当输出第二功能信号时，该位应应置“1”，使与非门对第二功能信号的输出是畅通的，从而实现第二功能信号的输出。
MCS-51单片机共有4个双向的8位并行I/O端口（Port），分别记作P0-P3，共有32根口线，各口的每一位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器所组成。实际上P0-P3已被归入特殊功能寄存器之列。这四个口除了按字节寻址以外，还可以按位寻址。由于它们在结构上有一些差异，故各口的性质和功能有一些差异。
P0口是双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。P1口是8位准双向I/O口，可驱动4个LS 型负载。P2口是8
位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。P3口是8位准双向I/O口，是双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。P1口、P2口、P3口各I/O 口线片内均有固定的上拉电阻，当这3个准双向I/O口做输入口使用时，要向该口先写“1”，另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态，故称为双向三态I/O 口。
时钟电路用于产生MCS-51单片机工作时所必需的时钟信号。MCS-51单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为保证同步工作方式的实现，MCS-51单片机应在唯一的时钟信号控制下，严格地按时序执行进行工作，而时序所研究的是指令执行中各个信号的关系。
在执行指令时，CPU首先要到程序存储器中取出需要执行的指令操作码，然后译码，并由时序电路产生一系列控制信号去完成指令所规定的操作。CPU发出的时序信号有两类，一类用于片内对各个功能部件的控制，这列信号很多。另一类用于片外存储器或I/O端口的控制，这部分时序对于分析、设计硬件接口电路至关重要。这也是单片机应用系统设计者普遍关心的问题。
1.2 数码显示模块设计
系统采用动态显示方式，用P0口来控制LED数码管的段控线，而用P2口来控制其位控线。动态显示通常都是采用动态扫描的方法进行显示，即循环点亮每一个数码管，这样虽然在任何时刻都只有一位数码管被点亮，但由于人眼存在视觉残留效应，只要每位数码管间隔时间足够短，就可以给人以同时显示的感觉。
图3 数码显示电路
1.3 按键模块
下图为按键模块电路原理图，A为复位键，B为时钟调控键，C为分钟调控
键。
图4 按键模块电路原理图
四．系统程序的设计
软件设计分析
显示的效果为动态显示，利用CPU控制数码管显示的选通和停止，通过定时器中断不断扫描，从而实现数据的动态显示。
在编程上，首先进行了初始化，定义程序的的入口地址以及中断的入口地址，在主程序开始定义了一组固定单元用来储存计数的时.分.秒，在显示初值之后，进入主循环。在主程序中，对不同的按键进行扫描，实现秒表，时间调整，复位清零等功能，系统总流程图如下图5：
图 5 系统总体流程图
五.调试及性能分析
电子时钟主要的设计要求是能够实现时钟的一般功能，以及包括时间的调整功能，这个基于单片机的电子时钟基本上实现了上述功能，能够通过时间调整电路对时间进行调整以及复位。下述为18：30：30的仿真图：
首先确保各器件的完好性，其次检测各芯片的电源线和地线是否接触良好，然后焊接器件，接好电源用万用表检测各电源端、地端的状态是否正常。检查无误后插上AT89S51并烧写一简易的程序，观察电路是否能协同工作。最后烧写工作程序，根据显示现象调试程序直至成功。上电运行时，数码管开始显示00：00：00，时钟开始走时。
程序的编写和调试是一个比较复杂的过程。由于对C语言知识的薄弱，所以在编译过程中总是有很多语法上的错误，但是在和同学一起讨论研究后，程序是编写出来了，但结合到硬件调试中又出现各种问题。在调试过程中出现了很多问题，在第一次把程序烧到单片机里，通电运行时，虽然控制时、分、秒的按钮能够对数码管显示进行调整，但是数码管全亮，不能通过按键变化显示，更改程序中的问题，但是调时设置又没有用了。经过检查及修改，
终于完成了所做的设计，不容易啊。
六．控制源程序清单
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/*七段共阴管显示定义*/
uchar code dispcode[ ]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,
0xBF,0x86,0xCB,0xCF,0xEF,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xDF}; /*定义并初始化变量*/
uchar seconde=0;
uchar minite=0;
uchar hour=12;
uchar mstcnt=0;
sbit P1_0=P1^0; // second 调整定义
sbit P1_1=P1^1; //minite调整定义
sbit P1_2=P1^2; //hour调整定义
/*函数声明*/
void delay(uchar k ); //延时子程序
void time_pro( ); //时间处理子程序
void display( ); //显示子程序
void keyscan( ); //键盘扫描子程序
/*****************************/
/*延时子程序*/
/****************************/
void delay (uchar k)
{
uchar j;
while((k--)!=0)
{
for(j=0;j<125;j++)
{;}
}
}
/**************************/
/*时间处理子程序*/
/**************************/
void time_pro( void)
{
if(seconde==60) //秒钟设为60进制
{ seconde=0;
minite++;
if( minite==60) //分钟设为60进制
{ minite=0;
hour++;
if(hour==24) //时钟设为24进制
{hour=0; }
}
}
}
/*****************************/
/* 显示子程序*/
/*****************************/
void display(void)
{
P2=0xfe;
P0=dispcode[hour/10]; //显示小时的十位
delay(4);
P2=0xfd;
P0=(dispcode[(hour%10)])|0X80; //显示小时的个位
delay(4);
P2=0xfb;
P0=dispcode[minite/10]; //显示分的十位
delay(4);
P2=0xf7;
P0=(dispcode[minite%10])|0X80; //显示分的个位
delay(4);
P2=0xef;
P0=dispcode[seconde/10]; //显示秒的十位
delay(4);
P2=0xdf;
P0=dispcode[seconde%10]; //显示秒的个位
delay(4);
}
/*******************************/
/*键盘扫描子程序*/
/*******************************/
void keyscan (void)
{
if(P1_0==0) //按键1秒的调整
{
delay(30);
if(P1_0==0)
{
seconde++;
if(seconde==60)
{seconde=0; }
}
}
if(P1_1==0) //按键2分的调整
{
delay(30);
if(P1_1==0)
{
minite++;
if(minite==60)
{minite=0;}
}
}
if(P1_2==0) //按键3小时的调整
{
delay(30);
if(P1_2==0)
{
hour++;
if(hour==24)
{hour=0; }
}
}
}
void timer0(void) interrupt 1 using 0 //定时器0方式1，50ms中断一次{
TH0=0x3c;
TMOD = 0x11;
mstcnt++;
if(mstcnt==20)
{
seconde++;
mstcnt=0; //注意点。对计数单元的清零十分的重要，本次调试中就是} //因为忽略了这一点，给我早成了很大的被动。
}
/**************************/
/*主函数*/
/**************************/
void main(void)
{ P1=0xff; //初始化p1口，全设为1
TMOD = 0x11; //time0为定时器，方式1
TH0=0x3c; //预置计数初值
TL0=0xb0;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
while (1)
{
keyscan( ); //按键扫描
time_pro( ); //时间处理display( ); //显示时间
}
}
附录.元器件清单
LED数码管显示电子钟设计
《单片机原理及应用》 课程设计说明书 题目LED数码管显示电子钟设计系（部） 专业（班级) 姓名 学号 指导教师 起止日期 课程设计任务书
系(部): 专业:
目录 一、摘要 单片机全称为单片机微型计算机（Single Chip Microsoftcomputer).从应用领域来看，单片机主要用来控制，所以又称为微控制器(Microcontroller Unit）或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注,应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容
易。由于具有上述优点，在我国,单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用,是保证系统正常工作的基础.在一个单片机应用系统中,时钟有两方面的含义:一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下,通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302,DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。 二、设计内容 2.1、任务要求 本次设计时钟电路，使用了A TC89C51单片机芯片控制电路,单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整时钟的年、月、日、时、分、秒,还有设定闹钟，用一扬声器来进行定时提醒,同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、芯片、扬声器、LED显示即可满足设计要求. 2。2、设计程序方案 设计程序思路： 1.实现8位数码管动态扫描显示 void Display_1Code(unsigned char pos,unsigned char code1）; void Display_2Num(unsigned char pos,unsigned char num，unsigned char point）； 数码管动态扫描就是： 段显位选延时显示消影 因为我们用的是共阳数码管，而段码表用的共阴的，所以对code1取反 共阳数码管高电平点亮，所以P2移位后不用取反,从高位开始是第1个数码管 掩饰显示1ms，P2给全0全部熄灭，消影作用. 2。时间显示 采用实时时钟芯片DS1302，读芯片的datasheet，根据时序等说明编写驱动程序。 1)初始化 void DS1302_Init（void） 2）底层基本读写函数 void DS1302_WriteByte（unsigned char byte) unsigned char DS1302_ReadByte（void) 3)对芯片寄存器的读写函数 void DS1302_WriteData（unsigned char addr,unsigned char mdata) unsigned char DS1302_ReadData（unsigned char addr） 4）修改时间函数
基于89C51单片机的秒表课程设计讲解
《单片机技术》 课程设计报告 题目：基于MCU-51单片机的秒表设计班级： 学号： 姓名： 同组人员： 指导教师：王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日
目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (3) 2.2设计指标 (3) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计内容提要 (4) 3 课程设计报告内容 (4) 3.1设计思路 (4) 3.2设计过程 (5) 3.3 程序流程及实验效果 (6) 3.4 实验效果 (13) 4 心得体会 (14)
基于 MCS-51单片机的秒表设计 摘要：单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。本次设计内容为以 8051 单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计，软件设计和 PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示，在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求 2.1实验题目 开始时，显示“00.0”，第一次按下按钮后开始从0-99.9s计时，显示精度为0.1s；对用有4个功能按键，第1个按键复位00.0，第2个按键正计时开始按钮，第3个按键复位99.9，第4个按钮倒计时开始。 2.2设计指标 了解8051芯片的的工作原理和工作方式，使用该芯片对 LED 数码管进行显示控制，实现用单片机的端口控制数码管，显示分、秒，并能用按钮实现秒表起
单片机课程设计报告—LED显示电子钟
《单片机原理及其接口技术》 课程设计报告 课题LED显示的电子钟 姓名 学号 院系自动控制与机械工程学院 班级 指导教师
2012 年6 月 目录 一、课程设计目的 (3) 二、课程设计要求 (3) 三、设计内容 (4) 四、硬件设计需求 (5) 1、硬件系统各模块功能 (5) （1）、单片机最小系统——AT89C51 (5) （2）、LED数码管显示模块 (8) （3）、晶振模块 (9) （4）、按键模块 (10) 五、电路软件系统设计 (10) 1、protues软件简介 (10) 2、仿真结果 (11) 3、流程图 (13) 六、误差分析 (15) 七、总结与心得体会 (15) 八、参考文献 (16) 九、附录（程序） (16)
一、课程设计目的 单片机课程设计作为独立的教学环节，是自动化及相关专业集中实践性环节系列之一，是学习完《单片机原理及应用》课程后，并在进行相关课程设计基础上进行的一次综合练习。 单片机课程设计过程中，学生通过查阅资料，接口设计，程序设计，安装调试等环节，完成一个基于MCS-51系列单片机，涉及多种资源应用，并且有综合功能的小应用系统设计。使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路，电子元器件等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程，调试，相关仪器设备和相关软件的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解，加深单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器，中断，片内外存储器，I/O接口，串行口等。使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程，方法及实现，强化单片机应用电路的设计与分析能力。提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风，培育学生综合运用理论知识解决问题的能力。 二、课程设计要求 课程设计应以学生认知为主体，充分调动学生的积极性和能动性，重视学生自学能力培养。根据课程设计具体课题安排时间，确定课题的涉及，变成和调试内容，分团队开展课程设计活动，安排完成每部分工作。课程设计集中在实验室进行。在课程设计过程中，坚持独立完成，实现课题规定的各项指标，并写出设计报告。 要求学生自己调研，设计系统功能，划分软硬件功能，选择器件，用Proteus软件在PC机上完成硬件原理图设计。然后使用使用Proteus软件在PC机运行系统仿真，调试电路和修改调试程序。对整个系统做试运行，有问题再进一步修改调试，直至达到设计的要求和取得满意的效果。最后编写系统说明书，其内容主要包括系统功能介绍，使用范围，主要性能指标，使用
单片机驱动数码管显示
单片机驱动数码管显示实验报告 学校：三亚学院 专业名称：测控技术与仪器 班级： 1301班 姓名：刘金坤 日期： 2015/05/08
实验四单片机驱动数码管显示 一实验目的 1 学习单片机驱动数码管动态显示的电路设计和编程方法 二实验原理 1、单片机系统中常用的显示器有：发光二极管LED(Light Emitting Diode)显示器、液晶LCD(Liquid Crystal Display)显示器、CRT显示器等。LED、LCD显示器有两种显示结构：段显示和点阵显示。 七段数码管显示 为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管加上一个小数点，共计8段。因此为LED显示器提供的编码正好是一个字节。字母一般用米字型。 编码表： 七段数码管对应八位由低到高：a,b,c,d,e,f,g,dp 例：数码管显示2则要点亮a,b,g,e,d段，对应的八位是01011011
数码管动态显示方式是将所有显示位的段选择线并联在一起，有统一的I/O资源来控制。各个数码管公共端也有I/O资源来控制，分时的选通各个数码管进行动态显示。每个瞬间只能选通一个数码管，人眼的暂留时间为0.1s，每个数码管的选通时间必须在0.1s以内，通常选择15ms~20ms。电路图见实验附图。 三实验内容 理解动态显示电路图，参考驱动程序，单片机P0口作段码输出控制，P1口作位码控制，使单片机驱动6个7段数码管输出实验当天年、月、日六位数字。 四、实验步骤 （1）单片机最小应用系统1的P0口接段码口a～h，P1口接位码口S1～S6。 （2）在KEIL软件下编写程序并调试，完成实验内容要求。 （3）下载程序，通过实验箱验证设计电路和编写的程序是否达到实验要求。 下载程序，通过实验箱验证设计电路和编写的程序是否达到实验要求。 五参考程序与电路 数码管动态显示电路图（数码管位选信号为高电平，段选信号为高电平）
数码管显示倒计时时间的交通灯控制设计
第1章总体设计方案 1.1.设计思路 课程设计的目的 （1）.进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。 （2）.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。 （3）.通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。 （4）.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 （5）.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应开发打下基础。 设计任务和内容 1设计任务 单片机采用用AT89C51芯片，使用LED（红，黄，绿）代表各个路口的交通灯，用8段数码管对转换时间进行倒时（东西路口，南北路口各10秒，黄灯时间3秒）。 2设计内容 （1）设计并绘制硬件电路图。 （2）编写程序并将调试好的程序在proteus软件中仿真 。 3方案设计与论证 显示界面方案 该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。按照任务要求采用数码管和MAX7219驱动芯片 设计方框图 整个设计以AT89C51单片机为核心，由数码管显示，LED数码管显示,MAX驱动芯片。 硬件模块入图2-1。
4交通管理的方案论证 东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，且黄灯燃亮时间为东西、南北两干道的公共停车时间。指示灯燃亮的方案如表2。 表2说明： （1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；南北道为绿灯， 此道车辆通过，行人禁止通行。时间为5秒。 （2）黄灯5秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。 （3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过， 行人通行。时间为5秒。 （4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全 畅通的通行。 5芯片简介 1）AT89C51单片机简介 AT89C51单片机 LED 数码管显示 LED 红绿灯 MAX 驱动芯片
89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告
单片机课程设计报告 单 片 机 秒 表 系 统 课 程 设 计 班级： 课程名称：秒表设计 成员： 实训地点：北校机房 实训时间：6月4日至6月15日
目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2所需元器件 3 程序编写流程及课程设计效果 3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会
1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C51设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为000.0~9分59.9秒，每10毫秒自动加一，每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键（即清零），一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决几个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程；四是如何进行安装调试。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有三个开关按键：其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键，key2按键按下去时数码管清零，复位为“00.00”. key3按键按下去时数码管暂停。 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的 应用进一步的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统， 拥有正确的计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义 1.2课程设计思路及描述
用数码管显示实时日历时钟的应用设计
（用数码管显示实时日历时钟的应用设计）
摘要 本课题通过MCS-51单片机来设计电子时钟，采用汇编语言进行编程，可以实现以下一些功能：小时，分，秒和年，月，日的显示。本次设计的电子时钟系统由时钟电路，LED显示电路三部分组成。51单片机通过软件编程，在LED数码管上实现小时，分，秒和年，月，日的显示；利用时钟芯片DS1302来实现计时。本文详细介绍了DS1302 芯片的基本工作原理及其软件设计过程，运用PROTEUS软件进行电路连接和仿真，同时还介绍了74LS164，通过它来实现I|O口的扩展。 关键词：时钟芯片，仿真软件，74LS164 目录 前言 0．1设计思路 (8) 0．2研究意义 (8)
一、时钟芯片 1．1 了解时钟芯片……………………………………………….8-9 1．2 掌握时钟芯片的工作原理………………………………….10-11二、74LS164 2．1 了解74LS164........................................................11-12 2．2 掌握的74LS164工作原理. (12) 三、数码管 3．1 熟悉常用的LED数码管...........................................12-13 3．2 了解动态显示与静态显示. (13) 四、程序设计 4．0 程序流程图 (14) 4．1 DS1392的驱动.......................................................15-16 4．2 PROTUES实现电路连接. (17) 4．3 数码管的显示:小时；分；秒 (18) 4．4 数码管显示：年；月；日 (19) 五、总结…………………………………………………………………..20-21 六、附页程序………………………………………………………………22-31前言
LED数码管显示实验
信息工程学院实验报告 课程名称：单片机原理及接口 实验项目名称：LED 数码管显示实验 实验时间：2016年3月11日 班级：通信141 姓名： 学号： 一、实 验 目 的: 熟悉keil 仿真软件、proteus 仿真软件、软件仿真板的使用。了解并熟悉一位数码管与 多位LED 数码管的电路结构、与单片机的连接方法及其应用原理。学习proteus 构建LED 数 码管显示电路的方法，掌握C51中单片机控制LED 数码管动态显示的原理与编程方法。 二、实 验 设 备 与 器 件 硬件：微机、单片机仿真器、单片机实验板、连线若干 软件：KEIL C51单片机仿真调试软件，proteus 系列仿真调试软件 三、实 验 原 理 LED 显示器是由发光二极管显示字段的显示器件。在单片机应用系统中通常使用的是七 段LED ，这种显示器有共阴极与共阳极两种。 共阴极LED 显示器的发光二极管阴极共地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，该发 光二极管则点亮；共阳极LED 显示器的发光二极管阳极并接。 七段LED 数码管与单片机连接时，只要将一个8位并行输出口与显示器的发光二极管引 脚相连即可。8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，通常将控制 成 绩： 指导老师(签名)： a f b e g c d dp 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 g f a b e d c dp (a) 共阴极 (b) 共阳极 (c) 管脚配置
发光二极管的8位字节数据称为段选码。 多位七段LED数码管与单片机连接时将所有LED的段选线并联在一起，由一个八位I／O 口控制，而位选线分别由相应的I／O口线控制。如：8位LED动态显示电路只需要两个八位I／O口。其中一个控制段选码，另一个控制位选。 由于所有位的段选码皆由一个I／O控制，因此，在每个瞬间，多位LED只可能显示相同的字符。要想每位显示不同的字符，必须采用动态扫描显示方式。即在每一瞬间只使某一位显示相应字符。在此瞬间，位选控制I／O口在该显示位送入选通电平（共阴极送低电平、共阳极送高电平）以保证该位显示相应字符，段选控制I／O口输出相应字符段选码。如此轮流，使每位显示该位应显示字符，并保持延时一段时间，以造成视觉暂留效果。 不断循环送出相应的段选码、位选码，就可以获得视觉稳定的显示状态。由人眼的视觉特性，每一位LED在一秒钟内点亮不少于30次，其效果和一直点亮相差不多。 四、实验内容与步骤 1、电路图的设计。 （1）打开proteus软件，单击P,打开搜索元器件窗口，如图 1-1 所示： 图1-1 搜索元器件 （2）添加元器件AT89C51、CAP、BUTTON、LED-BLUE、RES、CRYSTAL、7SEG-MPXI1CC，修改元器件的参数，绘制电路图，如图1-2 所示：
单片机实验——数码管显示
单片机实验——数码管显示
数码管显示 一、数码管静态显示 1、电路图 图1 2、电路分析 该电路采用串行口工作方式进行串行显示实验，串行传输数据为8位，只能从RXD端输
入输出，TXD端用于输出同步移位脉冲。当CPU 执行一条写入发送缓冲器SBUF的指令时，产生一个正脉冲，串行口开始将发送缓冲器SBUF 中的8位数据按照从低位到高位依次发送出去，8位数据发送完毕，发送结束标志TI置1，必须由软件对它清0后才能启动发送下一帧数据。 因此，当输完8个脉冲后，再一次来8个脉冲时，第一帧的8位数据就移到了与之相连的第二个74LS164中，其他数据依此类推。 3、流程图
发送数据 二、数码管动态显示 1、电路图
图2 2、电路分析 R1-R7电阻值计算：一个7-seg 数码管内部由8段LED 组成，因此导通电压和电流与LED 灯相同，LED 导通压降大概在 1.5V-2.2V ，电流3mA-30mA ，单片机的工作电压是5V ， 所以 一般取Rmin 和Rmax 中间值，330Ω、470Ω、510Ω。 由于P0口内部没有上拉电阻，所以在P0 口接1003025Im min 1325Im max =-===-==mA V V an U R K mA V V in U R
排阻，上拉电压。如果没有排阻的话，接上拉电阻时需要考虑数码管的电流，如果太小的话，是驱动不了数码管的。如图3： 发现电流大于5mA时，数码管才能亮，与前面电流最小3mA不符，因此计算数码管电流时使其在10mA-20mA之间，确保能驱动数码管亮。 两个74HC573实现对六位数码管的段选和位选，控制端为LE(第11脚)。 3、思路分析 先使第一个573输出同步，把数据送入573中，然后锁存，第二个573输出同步，打开第一个数
8位数码管显示电子时钟c51单片机程序
8位数码管显示电子时钟c51单片机程序 时间：2012-09-10 13:52:26 来源：作者： /* 8位数码管显示时间格式 05—50—00 标示05点50分00秒 S1 用于小时加1操作 S2 用于小时减1操作 S3 用于分钟加1操作 S4 用于分钟减1操作 */ #include
89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告.
这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系：12级物信系 班别：光信息科学与技术7班 课程名称：秒表设计 姓名：龚俊才欧一景 学号：1210407033 1210407041 指导老师：张涛 2011.12.23
目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料
1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为 00.00~99.99秒，每10毫秒自动加一，每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键（即清零），一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED 的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键：其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键(同时也用作暂停键)，key2按键按下去时数码管清零，复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步 的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的 计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051，七段数码管，89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件（Keil uvision2）。
数码管动态显示的51单片机时钟设计
一看就会，适合初学者参考 T0，T1同时开中断，和别人的有点不一样 源程序如下 //数码管设计的可调电子钟 //K1，K2分别调整小时和分钟 #include
} void Increase_Hour() //小时处理函数 { if(++h>23)h=0; DSY_BUFFER[0]=DSY_CODE[h/10]; DSY_BUFFER[1]=DSY_CODE[h%10]; } void Increase_Minute()//分钟处理函数 { if(++m>59) { m=0;Increase_Hour(); } DSY_BUFFER[3]=DSY_CODE[m/10]; DSY_BUFFER[4]=DSY_CODE[m%10]; } void Increase_Second() //秒处理函数 { if((++s>59)) { s=0;Increase_Minute(); } DSY_BUFFER[6]=DSY_CODE[s/10]; DSY_BUFFER[7]=DSY_CODE[s%10]; } void T0_INT() interrupt 1 //T0中断动态扫描数码管显示 { TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; P2=Scan_BIT; //选通相应数码管 P0=~DSY_BUFFER[DSY_IDX]; //段码送p0进行取反，共阴共阳转换Scan_BIT=_crol_(Scan_BIT,1);//准别下次选通的数码管 DSY_IDX=(DSY_IDX+1)%8; //索引0-7内循环 } void T1_INT() interrupt 3 //T1中断控制时钟运行 { TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; if(++s100==20) //50ms*20=1s延时 { s100=0;Increase_Second();
数码管时钟显示(含有原理图)
简单的共阴极数码管时钟显示程序（简单、易于理解，如果想定时只要再次基础上稍作修改即可） #include
P0=0x40;//"-" delay(1); P2=0xbf; P0=table[miao1]; delay(1); P2=0x7f; P0=table[miao0]; delay(1); } voidinit() { temp=41760; TMOD=0x01; TH0=(65536-46080)/256; TL0=(65536-46080)%256; EA=1; ET0=1; TCON=0x10; //TR0=1; } void main() { init();//初始化子程序 while(1) { if(aa==20) { aa=0; temp++; if(temp==86400) { temp=0; } shi1=temp/3600/10; shi0=temp/3600-(shi1*10); fen1=temp%3600/60/10; fen0=temp%3600/60-(fen1*10);
51单片机数字秒表设计说明
单片机系统课程设计 成绩评定表 设计课题
单片机系统课程设计 目录 第1章数字式秒表的设计介绍 (5) 1.1设计任务及功能要求说明 (5) 1.2工作原理及其方法 (5) 第2章数字式秒表硬件系统的设计 (7) 2.1数字式秒表硬件系统各模块功能简要介绍 (7) 2.1.1 AT89S52简介 (7) 2.1.2时钟电路 (8) 2.1.3键盘电路 (8) 2.1.4复位电路 (9) 2.1.5 驱动及显示电路 (9) 2.1.6 单片机下载口电路 (10) 2.2 数字式秒表的硬件系统设计图…………………11. 2.2.1 电路原理图…………………………………….11. 2.2.2 PCB图…………………………………………11. 第3章数字式秒表软件系统的设计………………….11. 3.1 数字式秒表使用单片机资源情况 (11) 3.2 主程序流程图……………………………………12. 3.3中断服务程序流程图 (12)
3.4显示程序流程图 (14) 3.5软件系统程序清单 (14) 第4章设计总结 (15) 4.1 数字式秒表的设计结论及使用说明 (15) 4.2 程序仿真与结果 (15) 4.3 误差分析及解决方法……………………………16.. 总结 (16) 参考文献 (17) 附录 (17) 第1章数字式秒表的设计介绍 1.1设计任务及功能要求说明 由单片机接收小键盘控制递增计时，由LED 显示模块计时时间，显示格式为 XX（分）：XX（秒）.XX，精确到0.01s的整数倍。绘制系统硬件接线图，并进行系统仿真和实验。画出程序流程图并编写程序实现系统功能。 使用单片机AT89S52作为主要控制芯片，以四位一体共阳极数码显示管通过三极管驱动作为显示部分，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。该数字式秒表通过按键控制可实现开始计1时、暂停计时、连续计时、清零和停止功能。 1.2工作原理及其方法 使用AT89S52单片机作为核心控制部件，采用12M晶体振荡器及微小电容构成振荡电路；采用S8550作为数码管的驱动部分；用两个四位一体共阳极或共阴极数码显示管作为显示部分，构成数字式秒表的主体结构，配合独立式键盘和复位电路完成此秒表的复位、计时、连续、清零、停止各项功能。 对于时钟，它有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。 LED数码显示器有如下两种连接方法：共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极，使用时公共阳极接+5V，每个发光二极管的阴极通过电阻
单片机数码管静态显示实验程序(汇编)
单片机数码管静态显示实验程序 org 00h num equ p0 ;p0口连接数码管 clr p2.0 ; mov dptr ,#tab clr a mov r2,#0 loop: movc a,@a+dptr mov num ,a acall delay_200ms inc r2 mov a,r2 cjne r2,#15, loop mov r2,#0 clr a ajmp loop tab : DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH delay_200ms: mov r3,#20 delay: acall delay_10ms djnz r3,delay ret ;;;;;;;;;;;;;;;; 非中断精确1MS定时程序;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; delay_1ms: MOV R7 ,#249 signed: ;循环部分4机器周期 nop nop djnz R7 ,signed ret ;返回指令2机器周期 ;2+249*4+2=1000us 可以精确定时1MS，假设外部晶振是12M
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 非中断精确10MS定时程序;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; mov r6,#9 ;2个机器周期用2us delay_10ms_sined: ;9次循环共用9(1ms+4us)=9036us acall delay_1ms djnz r6,delay_10ms_sined MOV r6 ,#240 ;2个机器中期用2us signed_10ms : ;循环部分4机器周期共240次 nop nop djnz r6 ,signed_10ms ret ;返回指令要2us ;2us+9036us+240*4us+2us = 10ms 即可精确定时10ms ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 非中断精确定时1s ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; delay_1s: mov r5,#99 ;两个机器周期2us delay_1s_signed: ;循环指令周期为4us，加上延时10ms ;(10ms+4us)*99 = 990.396ms acall delay_10ms djnz r5,delay_1s_signed mov r5 ,#9 ;两个机器周期2us signed_1s: ;循环指令周期为4us，加上延时1ms ;(1ms+4us)*9 = 9ms+36us acall delay_1ms djnz r5 ,signed_1s mov r5 ,# 140 ;机器周期2us signed_1s_: ;一次循环4us共有140次。140us*4 = 560us nop nop djnz r5,signed_1s_ ret ;2us ;2us+990ms+396us+2us+9ms+36us+2us+560us+2us = 999ms+1000us = 1s end
C51单片机制作数码管显示数字时钟————可调C源程序
#include if(min==60) { min=0; hour++; } if(hour==24) { hour=0; } sec_ge=sec%10; sec_shi=sec/10; min_ge=min%10; min_shi=min/10; hour_ge=hour%10; hour_shi=hour/10; } void display() { hc595(0x00); P3=0x07; hc595(table[sec_ge]); delay(1); hc595(0x00); P3=0x06; hc595(table[sec_shi]); delay(1); hc595(0x00); P3=0x05; hc595(0x40); delay(1); hc595(0x00); P3=0x04; hc595(table[min_ge]); delay(1); hc595(0x00); P3=0x03; hc595(table[min_shi]); delay(1); hc595(0x00); P3=0x02; hc595(0x40); delay(1); hc595(0x00); 题目：简单51单片机数字时钟设计 院系: 物理与电气工程学院 专业：自动化专业 班级：10级自动化 姓名：苏吉振 学号：101103022 老师：李艾华 引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。 单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字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更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个 人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 电子信息工程学系实验报告 课程名称：单片微型计算机与接口技术Array 实验项目名称：实验四 I/O显示控制实验实验时间： 班级： **** 姓名：**** 学号：******** 一、实验目的: 1、熟悉keil仿真软件、proteus仿真软件、软件仿真板的使用。 2、了解并熟悉一位数码管与多位LED数码管的电路结构、与单片机的连接方法及其应用原理。 3、学习proteus构建LED数码管显示电路的方法，掌握C51中单片机控制LED数码管动态显示的原理与编程方法。 二、实验环境: 1、Windows XP系统； 2、Keil uVision2、proteus系列仿真调试软件 三、实验原理： 1、LED数码管的结构和原理 LED显示器是由发光二极管显示字段的显示器件。在单片机应用系统中通常使用的是七段LED，这种显示器有共阴极与共阳极两种。 （a）共阴极LED显示器的发光二极管阴极共地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，该发光二极管则点亮； （b）共阳极LED显示器的发光二极管阳极并接。 2、七段显示器与单片机接口：只要将一个8位并行输出口与显示器的发光二极管引脚相连即可。8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，如下表所示。通常将控制发光二极管的8位字节数据称为段选码。 八段选码（显示码）的推导(以共阳数码管显示C为例)： 要显示C则a、f、e、d四个灯亮2.为是共阳数码管，则a、f、e、d应送0时亮3.dp-a为11000110B 3、多位数码管的显示：电路结构、动态静态两种实现原理： LED显示器有静态显示与动态显示两种方式。 (1) LED静态显示方式 各位LED的位选线连在一起接地或接+5V；每位LED的段选线（a－dp）各与一个八位并行口相连； 在同一时间里每一位显示的字符可以各不相同。简单51单片机数字时钟设计
单片机实验四 I O显示控制实验(数码管显示实验)
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