基于proteus的数字电子钟的仿真设计

成绩 课程论文

题 目： 基于

Proteus的数字电子钟的设计

与仿真

学生姓名： 马珂 学生学号： 23 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

课程名称： 单片机系统设计与Proteus仿真

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

.硬件电路组成框图 ......................................... 3 .各单元电路及工作原理 ..................................... 4 .绘制原理图 ............................................... 5 .元件清单列表 ............................................. 6 2.程序设计 .................................................... 6

程序流程 .................................................. 6 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 .硬件电路组成框图

电源 晶振电路 显示电路 AT89C52 复位电路 按键控制电路 .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

。

.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、进行控制。按一下分键秒单元就加1 ，按一下时键分就加1。

.元件清单列表

单片机 电解电容 AT89C51 CAP-ELEC 10uF CAP 22pF RES CRYSTAL 7SEG-MPX8-CA-BLUE NPN *1 *1 *2 *10 *1 *1 *8 瓷片电容 电阻 晶振 数码管 三极管 按钮 上位排阻 2.程序设计 程序程序

BUTTON RESPACK-8 *3 *1 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。 汇编程序

c语言编写的程序如下： #include<>

#define uchar unsigned char #define unit unsigned int sbit 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{

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) { }

void inc_min(void) { min++;

hour=0; }

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) { }

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;

sec100=0; inc_sec(); }

hour=9; min=58; sec=0; sec100=0; while(1) { }

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。

disp_data(); display(); }

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.