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1、扬扬 州州 市市 职职 业业 大大 学学毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）设计（论文）题目：基于单片机控制的 数字钟系 别： 电子工程系 1专 业： 应用电子 班 级： 08电子（2） 1姓 名： 王秀秀 1学 号： 0806010239 指导教师： 许志鸿 完成时间： 11年4月30日 1目目 录录摘要摘要2第第 1 1 章章 绪论31.11.1 课题简介31.21.2 系统功能要求3第第 2 2 章章 方案设计4 第第 3 3 章章 硬件设计63.13.1 最小系统设计73.23.2 时间调整电路设计103.33.3 显示电路设计113.43.4 整点报时电路设计123.53.5 电
2、路相关参数的计算12第第 4 4 章章 软件设计144.14.1 主程序设计144.24.2 显示子程序设计154.34.3 定时器中断服务子程序设计15第第 5 5 章章 检测与调试175.15.1 硬件调试175.25.2 软件调试17总结总结 19附录附录21参考文献参考文献322基于单片机控制的数字钟基于单片机控制的数字钟 摘要摘要 ：近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品
3、以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本次毕业设计中做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（LED数码显示器、时钟芯片等功能模块） ，再配以相应的软件。其硬件电路设计主要包括中央处理单元电路、时钟电路、信号处理电路等几部分组成。数字钟是采用数字电路实现时、分、秒数字显示的计时装置，广泛应用于个人家庭，车站，码头等公共场所，成为人们日常生活中不可缺少的必需品。在本次的毕业设计中，实现以单片机为核心，由LED数码管显示时、分、秒的数字钟，并具有按键修改时钟参数和闹铃的功能。 关键字关键字
4、 ：单片机；数字钟；AT89C51；按键修改；闹铃3第第 1 1 章章绪绪 论论1.11.1 课题简介课题简介该产品介绍一个采用 AT89C51 单片机芯片制作的“数码显示电子钟” ，该 LED 数码管时钟电路采用 24 小时计时方式，时、分、秒用六位数码管显示。该电路采用 AT89C51 单片机，结合相关的元器件，具有电路简单、制作容易、设置方便、使用灵活等优点。1.21.2 系统功能要求系统功能要求1.本电路采用的内部振荡器方式，晶体振荡器频率为 6MHZ，具有较高的频率稳定性，且延时采用数字计数的方式进行，因而对时间的控制、精度较高，可有效地控制时间不准、不可靠的问题出现。2.初始加电时
5、，显示初始状态，本电路的 6 位数码显示管将自动显示出程序默认的时间，只要不进行新的时间设置，数码管将从初始状态起计时。本程序的初始状态设为00：00：00。3.本电路允许用户随时通过调时按键自行输入设置新的时间参数，其范围可在 1S-24H 之间任意调试，使用户可以根据自身的需要来进行不同的时间设置。4.当调时进行完毕后，数码管显示将根据程序的要求自动加 1S，秒位累计到 60S，向分位进 1，分位累计到 60 分，向时位进 1，当时位累计到 23，且秒位为 59 秒，分位为59 分时，时位、分位、秒位自动归零，即 24 小时（一天）结束，进入下一工作日计时。5.本电路的外接电源可用 5V
6、直流电池电源，亦可将交流电压转变为直流电，简单方便。使用中应谨慎，避免硬件设施被烧坏。6.在进行时间参数设置和整个显示过程中，系统采用 6 位数码管做“时位、分位、秒位”计时显示（省电模式下除外） ，直观、准确。4第第 2 2 章章 方案设计方案设计随着社会科技文化的发展，电子、电脑技术的不断提高，许多电路都有了不同的设计方案及连接方法。相同的产品用不同的系统也能用不同的原理去制成。数字钟作为一个普通的生活用品，有多种不同的制作方案。虽然数字钟比较简单，但作为我初次实验设计方案，对于我们初学者来说还是很有帮助的。在制作数字钟电路时，我选择了二种使用设计方案。第一种主要是用 JK 触发器制作的。
7、第二种是用上述所说的单片机（AT89C51）制作的。方案一方案一：用数字电路设计。数字电路设计的可分模块组建，一个模块一个功能看起来易于理解，也由于这个原因使得在设计数字钟时所用到的元器件较多。如下图所示：图 2-1 用数字电路设计的数字钟第一种方案的设计思路：首先，应有一种秒脉冲产生器，由石英体振荡器产生的基准信号，经过整形和分频获得。秒脉冲经过秒计数器（60 进制）可以累计秒脉冲数，而秒计数器输出的分脉冲计数器（60 进制）累计分钟数。同样，分计数器输出的脉冲经计数器（24 进制）可累计时分数。这些时分秒计数通过数码管显示。方案二方案二: :用单片机设计。单片机设计分为硬件设计和软件设计，
8、清晰明了。一个元件有几个功能。硬件上有不足处可在软件上解决，软件上不能完成的功能又可在硬件解决。使用方便，软硬件的可变化性很大，方法也很多。同时它也具有如下的优点：24 进制时计数器60 进制分计数器60 进制秒计数器JKJK1KHZ脉冲源10 分 频器10 分 频器Q1 10 分频 器5（1）可靠性高 （2）性能价格比高 （3）操作简便 （4）电路简单两种电路方案相比较之下，前者的方案虽然价格不是很贵，也比较实用、精确。但其电子元件相对多了很多（例如仅是触发器就有13个之多） 。使得电路的焊接就显得非常困难。在短期的实践中就会显得比较仓促。更重要的一点就是当今社会的发展趋势是更趋向于高度的集
9、成化。所以我选择了后者，即单片机控制数码管显示电路。这个方案不仅电路简单，也更符合发展的趋势，将高度的集成化融入实践中，更具实际意义。6第第 3 3 章章 硬件设计硬件设计硬件框图硬件框图CPU8051复位电路按键闪烁和加 1蜂鸣器时间显示图3-1 硬件框图 123456ABCD654321DCBAT itleNum berRevisionSizeBDate:1-M ay-2011 Sheet of File:E:字字字.ddbDrawn By:EA/V P31X 119X 218RESET9RD17WR16IN T012IN T113T 014T 115P101P112P123P134P14
10、5P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30T X D11RX D105vR110K R210KS1S25vS3R32005vR5 300C130PFC230PFC3 10UFY1 6MHZR4 10K5104.7KA1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8B1 B2 B3 B4 B5 B6Q28550Q38550Q48550Q58550Q68550Q78550B1B2B3B4B5B6a bfcgdeDPYLED gn1 2
11、 3 4 5 6 7a b c d e f gDPY_7-SEGa bfcgdeDPYLED gn1 2 3 4 5 6 7a b c d e f gDPY_7-SEGa bfcgdeDPYLED gn1 2 3 4 5 6 7a b c d e f gDPY_7-SEGa bfcgdeDPYLED gn1 2 3 4 5 6 7a b c d e f gDPY_7-SEGa bfcgdeDPYLED gn1 2 3 4 5 6 7a b c d e f gDPY_7-SEGa bfcgdeDPYLED gn1 2 3 4 5 6 7a b c d e f gDPY_7-SEGA1 A2 A3
12、 A4 A5 A6A7A1A2 A3 A4A5 A6A7A1A2 A3 A4 A5 A6 A7A1A2 A3 A4 A5 A6A7A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7A1 A2 A3A4 A5A6 A75vQ1 NPN图3-2 电路原理图7CPU 是单片机内部的核心部件，它决定了单片机的主要功能特性。它由运算部件和控制部件两大部分组成。其中包括振荡电路和时钟电路，主要完成单片机的运算和控制控制功能；3.13.1 最小系统设计最小系统设计最小系统主要由6MHZ晶振、2个30PF和1个10UF的电容，1个200， 1个10K电阻和开关组成。它的功能是使单片机能方便的与各种扩展芯片连接。只要将单
13、片机接上时钟电路和复位电路即可。同时 EA接高电平 ALE、PSEN信号系统不用，系统就可以工作。3.1.13.1.1 AT89C51AT89C51 性能介绍性能介绍由于 AT89 系列单片机所有的 CPU 核心均为 8051 技术，下面来介绍 AT89 系列单片机的性能和结构如图（四）所示。图 3-3 AT89C51 引脚AT89C51 单片机的封装形式有双列直插封装（PDIP）方式对其引脚的主要功能简要说明如下：1）主电源引脚（1）VCC：电源端。（2）GND：接地端。82）外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2（1）XTAL1：接外部晶体一个引脚。（2）XTAL2：接外部晶体管的另一个
14、引脚。3）控制信号引脚（1）ALE/PROG：地址锁存允许/编程信号端。当访问片外存储器时，该引脚信号为地址锁存信号 ALE。ALE 的输出用于锁存地址的低 8 位字节。即使不访问片外存储器，ALE端仍以不变的频率（此频率为振荡器频率的确良 1/6）周期性地出现正脉冲信号。因此，ALE 也可用作对外输出时钟，或用于定时等目的。（2）/PSEN：外部程序存储器读选通信号。当单片机访问外部程序存储器时（取指令或常数），每个机器周期 PSEN 两次有效（即输出 2 个脉冲）。当访问外部数据存储器时，将不出现 PSEN 信号。（3）EA/Vpp：外部程序存储器访问允许/编程电压输入端。要使CPU只访问外部程序存储器（地址范围为0000HFFFFH),则EA端必须保持低电平（接地）。 当EA端保持高电平（接Vcc端）时，CPU则执行内部程序存储器中的程序。（4）RST：复位信号输入端。当振荡器运行时，若在该引脚上出现两个机器周期的高电平信号，将使单片机复位。4）输入/输出引脚（I/O
