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编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第PAGE27页共NUMPAGES27页第PAGE\*MERGEFORMAT27页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT27页单片机电子钟课程设计设计内容要求1.电子钟显示时、分、秒。2.具有定时报警功能;每天可设置4个报警时间(时、分)。3.能借助键盘,设置时钟及报警时间。4.报警时,蜂鸣器鸣响1秒,然后停止。5.停电后所有设定的数据不丢失。6.重新开机可以重新设定时钟。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4.1.1.晶振电路及XTAL1,XTAL2的连接如右图1X1,X2分别是系统时钟信号Fosc的输入、输出端。图1晶振电路模块一般的晶振的负载电容为15p或12.5p,如果再考虑元件引脚的等效输入电容,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。4.1.2、复位电路及复位引脚RST的连接入作图2所示,开发板采用的是RC分立元件构成的外部复位电路。图2复位电路掉电复位。当正常工作时,二极管D801反偏,断电后,VCC下降,当VCC=0时,VCC与地GND等电位,电容C801通过D801放电,保证再上电时,RST引脚为高电平,CPU可靠复位。D801的作用是给电容C801提供放电通路。按键复位。但按下按钮PB801时,电容C801通过R802放电,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=100Ω,R803=10k.C801=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,其余均为高电平。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DB0。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Ib=(VCC-Veb)/4.7K≈1mA,三极管8550的放大倍数β≈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