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1、 单片机数字时钟存档资料 成绩： 华东交通大学理工学院课 程 设 计 报 告 书所属课程名称 单片机原理及应用 题 目 单片机数字时钟 分 院 电 信 分 院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2013 年 6 月 1 日 单片机数字时钟课程设计（论文）评阅意见评阅人 陈芳 职称 首席教授 2013 年 6 月 6 日 等级序号 项 目优秀 良好 中等 及格 不及格1 课程设计态度评价2 出勤情况评价3 任务难度评价4 工作量饱满评价5 任务难度评价6 设计中创新性评价7 论文书写规范化评价8 综合应用能力评价综合评定等级 单片机数字时钟第 3 页 共 36 页目录第一章 课程设计内容及
2、要求 .41.1 设计内容及要求 .4第二章 硬件电路设计 .52.1 单片机数字时钟 proteus 原理图 .52.2 AT89C2051 芯片 .52.2.1 AT89C2051 芯片介绍引脚功能介绍 .62.3 系统时钟电路的设计 .72.3.1 晶振的作用与原理 .82.3.2 晶振与芯片实现时钟功能原理 .92.4 系统复位电路的设计 .92.4.1 复位电路与芯片实现复位功能原理 .102.5 数字钟的显示电路设计 .102.5.1 数码管的内部结构 .112.5.2 PNP 型三极管的结构及工作原理 .11第三章 软件设计 .133.1KEIL 工程的建立 .133.2 数字电
3、子钟的程序流程图： .193.3 数字电子钟程序： .21第四章 系统调试 .32第五章 课程设计心得 .34第六章 参考文献 .35第七章 致谢 .36 单片机数字时钟第 4 页 共 36 页第一章 课程设计内容及要求1.1 设计内容及要求设计内容：利用定时器设计一个数字时钟，并设置一个启动键，当按下该键时，数字时钟从当前设定值开始走时，按秒刷新，要求在 LED 屏上显示。设计要求：要求学生掌握单片机 I/O 口和中断等资源的使用；要求学生用所提供的元件来完成对数字时钟的硬件设计；要求学生用所学语言（汇编语言或 C语言）来完成数字时钟的软件设计；要求学生掌握电路调试的方法，培养解决实际问题的
4、能力。 单片机数字时钟第 5 页 共 36 页第二章 硬件电路设计2.1 单片机数字时钟 proteus 原理图图 2.1 数字时钟 proteus 原理图2.2 AT89C2051 芯片 单片机数字时钟第 6 页 共 36 页图 2.2 AT89C2051 封装形式 2.2.1 AT89C2051 芯片介绍引脚功能介绍1、VCC：电源电压。2、GND：地。3、P1 口：P1 口是一个 8 位双向 I/O 口。口引脚 P1.2P1.7 提供内部上拉电阻，P1.0 和 P1.1 要求外部上拉电阻。P1.0 和 P1.1 还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0) 和反相输入 (AIN1)
5、。P1 口输出缓冲器可吸收 20mA 电流并能直接驱动 LED 显示。当 P1 口引脚写入 “1”时，其可用作输入端，当引脚 P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1”时，其可用作输入端。当引脚 P1.2P1.7 用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流。4、P3 口：P3 口的 P3.0P3.5、P3.7 是带有内部上拉电阻 的七个双向 I/O 口引脚。P3.6 用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用 I/O 引脚而不可访问。P3 口缓冲器可吸收 20mA 电流。当 P3 口写入“1” 时，它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时，被外
6、部拉低的 P3 口脚将用上拉电阻而流出电流。P3 口还用于实现 AT89C2051 的各种第二功能，如下表所列： 单片机数字时钟第 7 页 共 36 页引脚口功 能P3.0RXD 串行输入端口P3.1TXD 串行输出端口P3.2INT0外中断 0P3.3INT1外中断 1P3.4T0 定时器 0 外部输入P3.5T1 定时器 1 外部输入P3 口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。5、RST：复位输入。RST 一旦变成高电平所有的 I/O 引脚就复位到“1” 。当振荡器正在运行时，持续给出 RST 引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需 12 个振荡器或时钟周期
7、。6、XTAL1：作为振荡器反相器的输入和内部时钟发生器的输入。7、XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。2.3 系统时钟电路的设计X1，C1，C2 组成震荡电路，和内部的振荡电路共同构成单片机的工作基准-时钟电路。它含有单片机数字电路系统的工作基准，为数字电路提供稳定的时钟信号。X1 为晶体，它的标称频率越高，数字电路系统的工作频率也就越高。本课设的系统时钟电路如下图所示： 单片机数字时钟第 8 页 共 36 页图 2.3 系统时钟电路2.3.1 晶振的作用与原理晶振是石英振荡器的简称，英文名为 Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供
8、基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号. 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡 ，晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各 单片机数字时钟第 9 页 共 36 页部分保持同步。晶振，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网 络， 晶振等效为一个电感，所以只要晶 振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路 ，晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般 IC 的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。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。2.3.2 晶振与芯片实现时钟功能原理使用 AT98C2051 芯片内部时钟时，XTAL1，XTAL2 这两个引脚上外接石
