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基于STC89C52单片机的LED显示电子钟的制作.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：3.77M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    1 绪论
    1.1前言
    1.2设计任务和要求
    1.3工艺要求
    2 系统方案
    2.1 方案一
    2.2方案二
    3.器件介绍
    3.1 单片机STC89S52的介绍
    3.1.1特性
    3.1.2 STC89C52引脚介绍
    3.2 74LS373介绍
    3.2.1 74LS373产品说明
    3.2.2 74LS373工作原理简述
    3.2.3 74LS373内部结构
    3.2.4 74LS373真值表
    3.2.5 74ls373在单片机系统中的应用:
    3.3 74LS245介绍
    3.3.1 74LS245特性和引脚介绍
    3.3.2 74LS245结构
    3.3.3 LED点阵
    4系统的硬件设计
    4.1 各个电路模块的介绍
    4.1.1 晶振电路
    4.1.2 复位电路（如图16所示）
    4.1.3按键电路 
    4.1.4 显示电路
    5.软件设计及程序分析
    5.1Keil软件介绍
    5.2 程序流程图
    6 仿真与测试
    6.1 Proteus简介
    6.1.1仿真过程
    6.1.3测试（如图21）
    7 结束语
    参考文献
    致谢
    附件一
    海 南 大 学 单片机课程设计 题 学 姓 年 学 学 专 目：基于 AT89S52LED 点阵显示电子钟的制作 号： 名： 级： 院： 部： 业： 20122834320093 胡斌 2012 级 应用科技学院（儋州校区） 工学部 电子科学与技术二班 指导教师： 张健、黎锦钰 完成日期： 2014 年 6 月 22 日
    基于 AT89S52LED 点阵显示电子钟的制作 摘要 本文研究了基于 STC89C52 单片机 LED8×8 点阵显示电子钟的设计并运用 Proteus 软件进行原理图绘制，运用 Keil 软件进行仿真和调试。主要介绍了 LED8 ×8 点显示屏的硬件电路设计、汇编程序设计与调试、Proteus 软件绘制原理图和 实物制作等方面的内容，本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及 容易实现等优点。能帮助广大电子爱好者了解 LED 点阵显示原理，认识单片机 的基本结构、工作原理及应用方法，并提高单片机知识技术的运用能力。利用单 片机来设计的系统，既能实现系统所需的功能，也可以满足计数的准确性、迅速 性，并且电路简单、操作简单、通用性强。 关键词：电子钟；STC89C52 单片机；LED 点阵 2
    海南大学 Abstract This paper studies the STC89C52 microcontroller based LED8 x 8 dot matrix display electronic clock design and applying the principles of Proteus software, drawing using Keil software simulation and debugging. Mainly introduced the LED8 x 8 point display hardware circuit design, assembly design and debugging, Proteus software schematic drawing and physical production and so on, the contents of the display design with small size, less hardware, circuit structure is simple and easy to implement, etc. Can help to understand the principle of LED dot matrix display majority of electronic enthusiasts, know basic structure, working principle and application method of single chip microcomputer, and improve the single chip microcomputer technology of knowledge utilization ability. Using single chip microcomputer to design the system, can realize the functions required by the system, can satisfy the accuracy of the count, quickly, and the circuit is simple, the operation is simple, strong commonality. Key words: electronic clock; STC89C52 single-chip microcomputer; The LED lattice 3
    基于 AT89S52LED 点阵显示电子钟的制作 1 绪论 ...................................................................................................................................... 5 1.1 前言 ...................................................................................................................................... 5 1.2 设计任务和要求 .................................................................................................................. 5 1.3 工艺要求 .............................................................................................................................. 6 2 系统方案 .............................................................................................................................. 7 2.1 方案一................................................................................................................................. 7 2.2 方案二 .................................................................................................................................. 8 3.器件介绍 ............................................................................................................................... 10 3.1 单片机 STC89S52 的介绍 ............................................................................................... 10 3.1.1 特性 ......................................................................................................... 10 3.1.2 STC89C52 引脚介绍 ...................................................................................................... 11 3.2 74LS373 介绍 .................................................................................................................... 12 3.2.1 74LS373 产品说明......................................................................................................... 12 3.2.2 74LS373 工作原理简述................................................................................................. 12 3.2.3 74LS373 内部结构......................................................................................................... 13 3.2.4 74LS373 真值表............................................................................................................. 14 3.2.5 74ls373 在单片机系统中的应用:..................................................................................14 3.3 74LS245 介绍 .................................................................................................................... 15 3.3.1 74LS245 特性和引脚介绍............................................................................................. 15 3.3.2 74LS245 结构................................................................................................................. 16 3.3.3 LED 点阵 ........................................................................................................................ 17 4 系统的硬件设计 ................................................................................................................... 20 4.1 各个电路模块的介绍.......................................................................................................20 4.1.1 晶振电路 ........................................................................................................................ 20 4.1.2 复位电路 ........................................................................................................................ 22 4.1.3 按键电路......................................................................................................................... 24 5. 软件设计及程序分析......................................................................................................... 26 5.1Keil 软件介绍..................................................................................................................... 26 6 仿真与测试 .......................................................................................................................... 29 6.1 Proteus 简介 ....................................................................................................................... 29 6.1.1 仿真过程......................................................................................................................... 30 6.1.3 测试................................................................................................................................. 31 7 结束语 .................................................................................................................................. 31 参考文献 .................................................................................................................................. 32 致谢 .......................................................................................................................................... 34 附件一...................................................................................................................................... 35 4
    海南大学 1 绪论 1.1 前言 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月，日， 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月，日，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。 数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及 车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来 极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟 具有走时准确、性能 稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。 1.2 设计任务和要求 采用 STC89C52 单片机和 LED 点阵显示 能显示当前的月、日、时、分、秒，24 小时制； 月、日、时、分、秒均可以单独设置，设置时该项目闪烁； 外接 3 个按键，一个用于选择需要设置的项目，一个增加、一个减少； 5
    基于 AT89S52LED 点阵显示电子钟的制作 单片机和 LED 点阵独立供电； 计时精度误差：≤1 秒/日 LED 显示清晰，不能有明显的残影、乱码； 电源：DC5V、2A； 1.3 工艺要求 印刷电路板布局合理、走线清晰整洁； IC 装在插座上，发热元、器件应考虑散热的方法； 在印制板上应留出定位孔及固定支架所占用的位置； 焊点大小适中、呈锥状、美观、结实、光亮、无虚焊；跳线整齐美观； 程序采用 C51 语言 编写，适当注释，具备良好的编程风格； 在 PCB 版上应明显标识作者姓名。 6
    海南大学 2 系统方案 本次设计可分为单片机控制和显示两个部分，对于显示模块有多种可供选择。 2.1 方案一 2.1.1 采用数码管显示。 数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管实际上 是由七个发光管组成 8 字形而构成的，加上小数点就是 8 个。这些段分别由 a,b,c,d,e,f,g,dp 来表示。 按发光二极管单元连接方式可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，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。 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 可用的 I/O 端口才 32 个呢：)，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加 7
    基于 AT89S52LED 点阵显示电子钟的制作 了硬件电路的复杂性。 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"a,b,c,d,e,f,g,dp"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，但究竟是哪个 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。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。 2.2 方案二 2.2.1 采用 8*8LED 点阵 LED 简介 LED 发光灯结构如图所示，它由芯片 3、阳极引脚 1、阴极引脚 2 和环氧树脂封 装外壳四部分组成。它核心部分是具有复合发光功能的 PN 结，即芯片 3。环氧 树脂封装外壳具有保护芯片的作用，还有透光聚光的能力，以增强显示效果。 LED 点阵结构图 如图所示的发光二极管，行接低电平，列接高电平，发光二极管导通发光。 8
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