LED电子钟的制作

东北石油大学课程设计任务书

课程 单片机课程设计 题目 LED电子钟的制作

一、任务

以AT89C51单片机为控制核心，制作一个利用六位LED显示的智能电子钟。

二、设计要求

[1] 计时显示：秒、分、时；

[2] 可以利用独立键盘，完成电子钟的调时、预约定时等基本功能； [3] 计时精度：误差≤1秒/月(具有微调设置)；

[4] 基本电路包括：单片机最小系统、LED显示电路、蜂鸣器电路、独立键盘 电路等；

[5] 提交设计报告、电路图及程序源码。

三、参考资料

[1] 吴杰.基于ISP 技术的电子公告牌系统[J].科技资讯2008.NO.14：83-87. [2] 万光毅.单片机实验与实践教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社.2005.1. [3] 张毅刚.单片机原理及应用[M]. 北京：高等教育出版社.2003:160-190. [4] 马忠梅.单片机的C 语言应用程序设计［M］.北京：北京航空航天大学出版 社.2006

[5] 周润景.基于Proteus的电路与单片机仿真系统设计与仿真[M]. 北京:北京航 空航天大学出版社. 2005.

单片机课程设计 目 录

第1章 绪论................................................................................................................ 1

1.1 LED数码管概述 ........................................................................................... 1 1.2 LED数码管的驱动方式 ............................................................................... 1 1.3 本设计任务.................................................................................................... 2 第2 章 总体方案论证与设计................................................................................... 3

2.1 数字时钟方案................................................................................................ 3 2.2 LED显示方案 ............................................................................................... 3 2.3 总体硬件组成框图........................................................................................ 4 第3章 系统硬件设计................................................................................................ 5

3.1 LED显示模块的硬件设计 ........................................................................... 5 3.2 蜂鸣器电路设计............................................................................................ 6 3.3 独立键盘模块的设计.................................................................................... 6 第4章 系统的软件设计............................................................................................ 7

4.1 程序设计........................................................................................................ 7 第5章 系统调试与测试结果分析............................................................................ 8

5.1 使用的电路器件............................................................................................ 8 5.2 系统调试........................................................................................................ 8 5.3 测试结果........................................................................................................ 9 结 论.......................................................................................................................... 10 参考文献...................................................................................................................... 11 附录1 程序................................................................................................................. 12 附录2 仿真效果图..................................................................................................... 14

单片机课程设计

第1章 绪论

LED数码管，实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮。LED数码管以发光二极管作为发光单元，颜色有单红，黄，蓝，绿，白，七彩效果，它属于一种照明装饰、亮化灯具。 主要用于楼体墙面，广告招牌、高档的DISCO、酒吧、夜总会、会所的门头广告牌等方面[1]。

1.1 LED数码管概述

数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管。

按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮[2]。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

1.2 LED数码管的驱动方式

数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

1.2.1静态显示驱动

静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机

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单片机课程设计 可用的I/O端口才32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。 1.2.2 动态显示驱动

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划\的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动[3]。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

1.3 本设计任务

数码管是一类显示屏通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。由于它的价格便宜、使用简单。在电器，特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。

本研究即以AT89C51单片机为控制核心，制作一个利用六位LED显示的智能电子钟。

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