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1、XXXXXXXXXXXXXX 毕毕业业设设计计 题题 目目 基于单片机的多功能数字电子钟基于单片机的多功能数字电子钟 姓姓 名名 xxxxxx 学学 号号 xxxxxx 专业班级专业班级 xxxxxx 分分 院院 xxxxxx 指导教师指导教师 xxxxxx xxxxxxxx 年年 xxxxxx 月月 xxxxxx 日日 摘摘 要要 多功能数字钟的应用非常普遍 由单片机作为数字钟的核心控制器 通过它的时钟信 号进行实现计时功能 将其时间数据经单片机输出 利用显示器显示出来 通过键盘可 以进行校时 定时等功能 输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管来显示技术 本系统利用单片机实现具有计时 校时
2、等功能的数字时钟 是以单片机 AT89C51 为 核心元件同时采用 LED 数码管显示器动态显示 时 分 秒 的现代计时装置 另 外具有校时功能 秒表功能 和定时器功能 利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活 便于功能的扩充等优点 简要介绍了 LED 显示的发展状况和其所特有的优势 简述了该系统中一些重要芯片 的基本工作原理 着重论述了硬件线路各个模块的设计思想 数码管与单片机的接口采 用动态显示技术 利用了时钟芯片的系统自带电池功能来实现断电时保存一些重要数据 以便来电时正确显示信息的功能 模块化的设计和调试方法在整个课题研究过程中至关重要 事实上在任何设计中也同样 关键和有效 关键词 关键词
3、 数字钟系统 单片机 LED 液晶显示器 ABSTRACTABSTRACT Multi function digital clock in the application is already very common SCM as a digital clock from the core controller it can achieve the clock signal timing its time data by the MCU output use of monitors displayed Keyboard can be carried out at the school timi
4、ng and other functions Output devices can be used liquid crystal display monitors and digital technology to display the technology The system uses MCU with time the school features such as the digital clock SCM AT89C51 is also used as the core components of the LED digital display dynamic display wh
5、en and points and seconds of the modern time device In addition a school function stopwatch function and the timer function to achieve MCU use of the digital clock with programming flexibility to facilitate the expansion of functional advantages This paper gives a general description of development
6、situation of LED display and advantages of LED products as display It also introduces the basic functions of some relative vital chips briefly Solutions of the key parts are also introduced with particular description Dynamic display interface between LED display and MCU are used It also can save so
7、me important data at the moment of power off by making use of RTC chip s system self contained battery in order to make sure accurate information are present whenever power on Modularized design and debug are most important in the whole course of the topic research In fact it is as well as vital and
8、 effective in any other design course KeywordsKeywords Digital clock system SCM LED LCD Monitor 目目 录录 1 引言 1 1 1 选题的目的和意义 1 1 2 主要技术的背景 1 1 2 1 发展历史 1 1 2 2 现状 2 1 2 3 发展趋势 2 2 系统总体设计方案 4 2 1 系统功能实现总体设计思路 4 2 2 LED 显示器 5 2 2 1 LED 显示器的结构 5 2 2 2 LED 的接线形式 6 2 3 AT89C51 简介 6 2 3 1 AT89C51 主要性能参数 7 2
9、3 2 AT89C51 单片机的功能特性概述 7 2 4 各部分功能实现 10 2 5 系统工作原理 10 2 6 时钟各功能分析及图解 11 2 6 1 电路各功能图解分析 11 2 6 2 电路功能使用说明 13 3 软件总体设计方案 14 3 1 主程序流程图 14 3 2 总中断程序流程 14 4 仿真结果分析 19 结束语 20 致 谢 22 参考文献 23 附 录 24 1 1 引言引言 1 11 1 选题的目的和意义选题的目的和意义 随着生活水平的提高 人们越来越追求人性化的事物 传统的时钟已不能满足人们 的需求 现代的数字钟不仅需要数字电路技术而且需要模拟电路技术和单片机技术
10、增 加数字钟的功能 利用软件编程尽量做到硬件电路简单稳定 减小电磁干扰和其他环境 干扰 减小因元器件精度不够引起的误差 但是数字钟还是可以改进和提高如选用更精 密的元器件 但与机械式时钟相比已经具有更高的准确性和直观性 且无机械装置 具 有更长的使用寿命 因此得到了 广泛的使用 数字钟通过数字电路实现时 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
11、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 在此次设计中我们将用到集成电路 集成电路是一种微型电子器件 采用一定的工 艺将包含三极管 二极管 电阻 电容等元件及其相互连线的整个电路 集中制造在一 个或几个很小的半导体晶片或介质基片上 再经引线和封装 成为具有所需功能的微型 结构 每片芯片 半导体晶片或介质基片 集成的元件数叫做集成度 小规模集成电路 的集成度是 1 100 中规模集成电路的集成度是 100 1000 大规模集成电路的集
12、成 度是 1000 10 万 超大规模集成电路的集成度是 10 万 100 万 极大规模集成电路的 集成度大于 100 万 集成电路具有体积小 引出线和焊接点少 寿命长 成本低 可靠性高 性能好等 优点 广泛应用于电子计算机 通讯设备 导弹 雷达 人造卫星和各种遥控 遥测设 备中 1 21 2 主要技术的背景主要技术的背景 1 2 11 2 1 发展历史发展历史 集成电路是信息产业和高新技术的核心 是推动国民经济和社会信息化的关键技术 集成电路的产业规模和技术水平已成为国家综合国力的一个重要标志 集成电路是随着计算机技术的发展而不断进步 1946 年 2 月 15 日世界上第一台通 用电子数字
13、计算机使用了 18000 个电子管 1500 个继电器以及其他器件 安装在面积 为 9 15 平方米的室内 在 20 世纪 50 年代中期第二代电子计算机问世 它是以晶体管 代替了电子管 此时第一个集成电路诞生了 它包括一个晶体管 两个电阻和一个电 阻 电容的组合 后来集成电路工艺日趋完善 大部分电路元件都已经以集成电路的形 式出现 甚至在约 1 平方厘米的芯片上 就可以集成上百万个电子元件 1 在 1967 年 和 1977 年 分别出现了大规模集成电路和超大规模集成电路 不断的完善和改进计算 机的性能与规模 但我国集成电路相对于世界先进水平存在一定的差距 所以有发展 本国集成电路的需要 1
14、 2 21 2 2 现状现状 现在我国集成电路产业已经经过 30 多年的发展现已形成了近百家的产业规模 其 中具备一定设计规模的单位有 20 多家 其中北京华大 大唐 深圳华威和无锡矽科四 家设计公司的销售额超过了 1 亿元 2000 年 我国集成电路总产量为 58 80 亿块 销 售额近 200 亿元 产量和销售额分别比 1999 年增长 50 3 和 75 并且集成电路芯片 目前主要采用 5 6 英寸硅片 0 8 1 微米技术 大部分设计公司的技术水平在 0 8 0 5 微米之间 最高设计水平可达 0 35 微米 不少设计公司可以设计上万门的集 成电路产品 而北京华大和深圳华威最高可设计
15、80 万门的电路 目前国内的通信芯片 行业取得了突破性进展 例如南京东南大学射频与光电集成电路研究所设计的第一批芯 片已成功通过测试 其中的 3 个芯片还达到世界先进水平 填补了我国高速 CMOS 集成 电路设计的技术空白 在此基础上开发出的实用产品可以打入光纤通信接口设备市场 多家外国著名公司也纷纷在中国建立起集成电路设计公司 1 2 31 2 3 发展趋势发展趋势 中国发展集成电路的主要目标为 达到大规模生产 150mm 和 0 8 微米的技术水平 200mm 和 0 5 微米的制造技术的产业化 提高集成电路的设计能力以满足市场需求 跟 踪 0 3 0 4 微米和先进封装技术的研发 开发
16、200mm 的硅片制造技术并在国内开始生 产等 未来 10 年是我国微电子产业发展的关键时期 重点要推进超大规模集成电路和 新技术的产业化 我国集成电路市场潜力巨大 是因为近年来因特网持续爆炸式增长 移动通信终 端设备市场的迅猛发展 以及数码相机 手持电脑等电子产品市场的兴旺 尤其是移动 通信业的高速发展成为推动半导体产业新一轮发展的强大动力 信息产业的高速发展 为集成电路产业提供了巨大的市场空间 未来几年 我国集成电路市场需求主要来自以下几个方面 1 通信运营业的高速发展对 集成电路提出新的需 2 国民经济和社会信息化建设给电子信息制造业创造了一个新市场 3 随着我国经济结构的战略性调整 传统产业改造升级 提高设计和制造水平推进 机电一体化 为各行业提供先进和成套的技术准备 又会给集成电路产业带来新的市场 综观中国集成电路的设计概况 可以看到从 20 世纪 80 年代末开始 经过 90 年代 初的创业期 现正进入它的发展期 21 世纪将是中国设计业的成熟期 2 2 系统总体设计方案系统总体设计方案 本次设计时钟电路 使用了 AT89C51 单片机芯片控制电路 单片机控制电路简单且 省
