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1、 电气与电子信息工程学院电气与电子信息工程学院智能电子产品设计与制作智能电子产品设计与制作设计题目：设计题目： 电子钟的设计与制作 专业班级：专业班级： 电子信息工程电子信息工程 20082008 级（级（2 2）班）班 学学 号：号： 200840210223200840210223 姓姓 名：名： 项辉项辉 指导教师：指导教师： 李玉平李玉平 王海华王海华 设计时间：设计时间： 2010/5/232010/5/232011/6/102011/6/10 设计地点：设计地点： K2高频实验室 智能电子产品设计与制作课程设计成绩评定表姓 名项辉学 号200840210223专业班级电子信息工程
2、2008 级（2）班课程设计题目：智能电子产品设计与制作课程设计答辩或质疑记录： 1、2、成绩评定依据： 实物制作（40）：课程设计考勤情况（20）：课程设计答辩情况（20）：完成设计任务及报告规范性（20）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 2011 年 6 月 10 日 电子钟的设计与制作目录1 设计任务及要求-12 设计方案-13 硬件设置-13.1 AT89C51 单片机简介-13.2 单片机型号的选择-63.3数码管显示工作原理-64 程序设计-64.1 程序模块及介绍-65 仿真调试-155.1 KeiL 调试-155.2 protues 仿真-155.
3、3 仿真结果分析-166 小结-167 参考书目-17附录-181 1 设计任务与要求设计任务与要求1. 设计一个电子时钟，并且能够实现日期，星期和时分秒的现实和调节。2. 设计出硬件电路。 3. 设计出软件编程方法，并写出源代码。4. 用 PROTEUS 进行仿真。5用汇方式实现目的。6利用查表，中断等清楚，有序。7系统的各功能模块要编语言编实现程序设计。2 2 设计方案设计方案本设计主要设计了一个基于 AT89C51 单片机的电子时钟。并在液晶屏上显示相应的时间，日期和星期。并通过一个控制键用来实现时间的调节。应用Proteus 的 ISIS 软件实现了单片机电子时钟系统的设计与仿真。该方
4、法仿真效果真实、准确，节省了硬件资源。该设计的硬件部分主要包括 89C51 多功能接口芯片用于开发电子时钟芯片、液晶显示器用于显示时间。3 3 硬件设计硬件设计3.1 AT89C51 单片机简介AT89C51 单片机是一种低功耗，高性能的片内含有 4KB 可编程/擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的 8位 COMS 微控制器，使用高密度，非易失存储技术制造，并且与 AT89C51 引脚和指令系统完全兼容。芯片上的 FPEROM 允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对存储器重复编程。3.1.1 单片机
5、的构成AT89C51 单片机是在一块芯片中集成了 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种功能的 I/O 线等一台计算机所需要的基本功能部件，AT89C51 单片机单片机内包含下列几个部件：（1） 一个 8 位 CPU；（2）一个片内振荡器及时钟电路；（3）4K 字节 ROM 程序存储器；（4）128 字节 RAM 数据存储器；（5）两个 16 位定时器/计数器；（6）可寻址 64K 外部数据存储器和 64K 外部程序存储器空间的控制电路；（7）32 条可编程的 I/O 线（四个 8 位并行 I/O 端口） ；（8）一个可编程全双工串行口；（9）具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构。其内
6、部机构框图如图 3.1 所示： 图 3.1 MCS-51 单片机内部机构框图3.1.2 AT89C51 单片机性能及特点（1）与 MCS-51 微控制器产品系列兼容。（2）片内有 4KB 可在线重复编程的快闪擦写存储器（Flash Memory） 。（3）存储器可循环写入/擦除 1000 次。（4）存储数据保存时间为 10 年。（5）工作电压范围：Vcc 可为 2.7V6V。（6）全静态工作：可从 0HZ 到 16MHZ。（7）程序存储器具有 3 级加密保护。（8）1288 位内部 RAM。（9）32 条可编程 I/O 线。（10）两个 16 位定时器/计数器。（11）中断结构具有 5 个中断
7、源和 2 个优先级。（12）可编程全双工串行通道。（13）空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。3.1.3 振荡器特性XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器。3.1.4 AT89C51 单片机的引脚说明AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除
8、100 次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的 AT89C51 是一种高效微控制器。图 3.3 AT89C51 单片机引脚图AT89C51 单片机的内部硬件结构中除了程序存储器由 FPEROM 取代了 87C51单片机的 EPROM 外，其余部分完全相同，其管脚说明如下：（1）VCC：供电电压（2）GND：接地（3）时钟电路XTAL1（19 脚）芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输入端。XTAL2（18 脚）芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输出端。
9、（4）控制信号RST（9 脚）复位信号：时钟电路工作后，在此引脚上将出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，P0 口P3 口输出高电平，将初值 07H 写入堆栈指针。ALE（30 脚）地址锁存信号：当访问外部存储器时，P0 口输出的低 8 位地址由 ALE 输出的控制信号锁存到片外地址锁存器，P0 口输出地址低 8 位后，又能与片外存储器之间传送信息。另外，ALE 可驱动 4 个 TTL 门。（29 脚）片外程序存储器读选通：低电平有效，作为PSENPSENPSEN程序存储器的读信号，输出负脉冲，将相应的存储单元的指令读出并送到 P0 口，可驱动 8 个 TTL 门。PSEN/Vpp(
10、30 脚）：当为高电平且 PC 值小于 0FFFH 时，CPU 执行内部程EAEA序存储器程序；当为低电平时，CPU 仅执行外部程序存储器程序。EA（5）I/O 接口P0 口（P0.0P0.7，3932 脚）三态双向口：P0 口结构包括一个输出锁存器、两个三态缓冲器、一个输出驱动电路和一个输出控制端。P1 口（P1.0P1.7，18 脚）准双向口：P1 口做通用 I/O 接口使用，P1口的每一位口线能独立地作用于输入线，P1 口可驱动 4 个 TTL 门。P2 口（P2.0P2.7，2128 脚）通用 I/O 接口：它做通用 I/O 接口使用时，是一个准双向口，此时转换开关 MUX 倒向左边，
11、输出极与锁存器相连，引脚可作为用户 I/O 口线使用，输入/输出操作与 P1 口完全相同，P2 口做地址总线使用。P3 口（P3.0P3.7，1017 脚）双功能口：P3 口做通用 I/O 接口使用，输出功能控制线为高电平，与非门的输出取决于锁存器的状态，此时锁存器 Q端的状态与其引脚状态是一致的。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口使用如：P3.0 RXD（串行输入口） ；P3.1 TXD（串行输出口） ；P3.2 /INT0（外部中断 0） ；P3.3 /INT1（外部中断 1） ；P3.4 T0（记时器 0 外部输入） ；P3.5 T1（记时器 1 外部输入） ；P3.6
12、/WR（外部数据存储器写选通） ；P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） ；3.2 单片机型号的选择 通过对多种单片机性能的分析，最终认为 89C51 是最理想的电子时钟开发芯片。89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8 位微处理器，器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 89C51 是一种高效微控制器，而且它与 MCS-51兼容，且具有 4K 字节可编程闪烁存储器和 1000 写/擦循环，数据保留时间为10
13、 年等特点，是最好的选择。3.3 数码管显示工作原理数码管是一种把多个 LED 显示段集成在一起的显示设备。有两种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。共阳型就是把多个 LED 显示段的阳极接在一起，又称为公共端。共阴型就是把多个 LED 显示段的阴极接在一起，即为公共商。阳极即为二极管的正极，又称为正极，阴极即为二极管的负极，又称为负极。通常的数码管又分为 8 段，即 8 个 LED 显示段，这是为工程应用方便如设计的，分别为 A、B、C、D、E、F、G、DP，其中 DP 是小数点位段。4 程序设计4.1 程序模块及介绍#include #define uchar unsigned char /宏定义 #define
