单片机电子钟课程设计论文.docx

单片机电子钟课程设计 设计内容要求 电子钟 显示时、分、秒。 具有定时报警功能；每天可设置 4个报警时间 （时、分） 能借助键盘，设置时钟及报警时间。 报警时，蜂鸣器鸣响 1 秒，然后停止。 停电后所有设定的数据不丢失。 重新开机可以重新设定时钟。 二、 硬件设计要求 根据项目的要求，去选择相应的电路，比如 MCU 系统，输入输出驱 动电路，电源供电电路。 使用电子CAD设计原理图，印刷电路板图。 原理图中元件电气图形符号，必须符合国家标准。 整体布局合理，标注规范、明确、美观，不产生歧义。 列出完整的元件清单 （标号、型号及大小、封装形式、数量 ）。 估算电路板的功耗，并对供电形式提出要求。 根据设计好的原理图，焊接实物（可用万用板） 三、软件设计要求 简单的用户使用说明书。 根据项目要求， 设计软件整体规划， 人机对话， 各模块的关联， 底层驱动模块。 程序在必要的地方进行注释。 每个函数的出入口要有输入输出参数的说明。 程序必须具有良好的可读性，可重用，容易调试和维护 使用C语言进行编程，允许中间加插汇编。 四、设计内容 （一）、硬件设计 输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选 择。本课程设计使用的开发板是电子科技协会制作 8051C单片机开发 系统，该开发板的使用的是石英晶体振荡器，晶振频率为 fo=11.0592MHz而振荡电容C1、C2的典型值取值范围为20 —33pF, 所以这里取22pF的瓷介电容。注意：为减少寄生电容对振荡频率的 影响，在印制板上的电容C1和C2应尽可能靠近CPU芯片的X1和X2 引脚。 当电容C801放电结束后，RET引脚电位由R802和R803分压比决定， 由于R802?R803因此RST引脚为高电平，CPU进入复位状态，松开 复位按钮后，电容C801充电，RST引脚电位下降，CPU脱离复位状 态，R802的作用是限制复位按钮按下瞬间电容 C801的放大电流，避 免产生火花，以保护按钮的触点，其中R802=100 Q , R803=10k.C8 01=10u. 4.1.3、数码管显示电路 如图3所示，开发板数码管显示所用的是两只 4位LED数码管， 每一段由四只LED发光二极管以串联的方式连接而成，为共阳LED数 码管,P1.0~P1.2送字位码，P0.0~P0.7送笔段码。 LED数码显示驱动电路使用动态显示方式，开发板使用 74HC138译码器进行按位扫描选通，如电路图 3所示，其中A, B, C是输入端，分别连接 P1.0-P1.2, Y0-Y7是输出端，与PNP三极管 8550的基极连接，控制端E3置1, E1, E2置为0,输出低电平有效， 如当ABC=000时，A,B,C为0V,这时只有Y0输出低电平，其余均为 咼电平。 开发板采用的是PNP三极管8550驱动，以138输出口 Y0为例 分析，当Y0不被选通时，输出为高电平，由于三极管发射级与 VCC 连接，这时，三极管不导通，处于截至状态；当 Y0被选通时，输出 为低电平，b，c端的电压＞0.7V,PN结导通，三极管饱和导通，从而驱 动数码管DBO D321s5P(?J【=-~-POLr*U2DR JD岂a11:U-MIKDB4 晌増巴 ?&4-DB3 『阡电丁百-餉‘ D 3 21 s 5 P(?J 【= -~- POL r*U2 DR J D 岂 a 11: U-M IK DB4 晌増巴 ?&4- DB3 『阡电丁百-餉‘ j DDO DB1 图3数码管显示电路设计 数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似，只是 正向压较大，正向电阻也大，在一定范围内，其正向电流也发光亮度 成正比。由于常规的数码管起辉电流只有 1--2mA,最大极限电流也只 有10--30mA,最大不超过50mA,所以它的输入端在5V电源的电路信号 相接时，一定要串加限流电阻，以免损坏元件。 基极的限流电阻 Rb:本设计使用的开发板，基极的限流电阻 Rb=4.7K则基极电流lb=(VCC-Veb4?7K? 1mA,三极管8550的放大倍数 100,则集电极的最大电流为100mA,每一位数码管有8段LED发 光二极管，流过每一段发光二极管的电流为 100/8=12.5mA所以 Rb=4.7k可以驱动数码管。 图4单个发光二级管集极的限流电阻Rc以单个发光二级管分析，如图 4所示，限流 电阻Rc和LED内阻构成集电极的等效电阻 R,其大小由LED二极管 工作电流If决定，一般控制在3~20mA之间，根据 电路图4 图4单个发光二级管 Ic= f=(VCC-Vf-Vces)/R ① 其中Ic为集电极电流，If为LED工作电流，VCC 为电源电压，Vces为三极管饱和压降，一般在 0.1~0.2之间，Vf为LED导通电压，一般在