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1、兰州交通学博文学院 毕 业 论 文（设计）题目：基于 51 单片机的数字时钟的设计姓名： 杨海国学院： 兰州交通大学博文学院专业：班级：学号： 20122122指导教师：2016 年 5 月 4 日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注， 论文中的结论和成果为本人独立完成， 真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文 （设计） 作者签名：日期：年月日毕
2、业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计） 。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文 （设计） 作者签名：日期：年月日指 导 教 师 签 名：日期：年月日1目录目录摘要:错误！未定义书签。错误！未定义书签。ABSTRACT错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一章第一章 绪论
3、绪论2第二章第二章 硬件总体设计方案硬件总体设计方案2 22.1 系统功能实现总体设计思路22.2 各部分功能实现22.3 系统工作原理22.4 电路功能使用说明32.5 系统的设计方案42.5.1 系统的电路图和原理图42.5.2 单片机概述62.5.3 键盘电路92.5.4 显示电路102.6 硬件焊接准备122.6.1 电路板的布线.122.6.2 硬件电路元件明细表13第三章第三章 软件总体设计方案软件总体设计方案14143.1 程序流程图143.1.1 主程序流程图.143.1.2 按键处理流程图143.1.3 定时器中断流程图143.1.4 时间显示流程图153.2 调试结果说明1
4、64 总结.18致谢19参考文献1附录1II基于基于 5151 单片机的数字时钟的设计单片机的数字时钟的设计摘要单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以其，除了 CPU 外，使用 LED 液晶显示来进行输出显示，使用 STC89C52 单片机进行驱动。随着科技的快速发展和生活水平的不断提高，人们对时钟的精确度和实用时，并通过 LCD 1602 字符液晶显示器显示。采用 C 语言程序编写，将设计出更准确定时、更省电的数字时钟。单片机数字时钟具有设置时间、日期、星期的基本功能，并且能够显示年、月、日、时、分、秒、星期。单片机数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，实践证明单片机数字时钟具
5、有更加准确性、精密性等功能。本设计是定时闹钟的设计,由单片机 AT89C52 芯片和宏晶单片机 STC10F08XE 为核心，辅以必要的电路，构成的一个单片机智能定时闹钟。用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计中采用单片机利用 AT89C52,它是 低功耗、高性能的CMOS 型 8 位单片机。关键字：数字时钟；DS1302；LCD1602;STC10F08XEAbstractBecause of its extremely high performance-price ratio, daily life,
6、time is science, technology and everyday life is one of the most basicphysics, we often deal with temporal clocks, such as hand watch, wall clock,even on a computer program, the clock on the phone can be generalized aclock display on the clock, along with the rapid development of technologyand the c
7、ontinuous improvement of living standards, people on the clocksaccuracy and practical demand is higher and higher. Based on the singlechip microcomputer principle, USES the monolithic integrated circuitSTC10F08XE series, through the hardware circuit and software productionprocedure formulation, will
8、 design a more accurate timing, electricity-saving digital clock, SCM in performance or digital clock no matter instyle have undergone a qualitative change, digital clock has provedmicrocontroller more accuracy, precision sex etc. Function. This designIIIis the design of timing alarm clock, the sing
9、le chip microcomputer AT89C52single chip microcomputer chip and macro crystal STC10F08XE as the core,with the necessary auxiliary circuit, constitute a single chipmicrocomputer intelligent timing of alarm clock . By single chip designsystem to be completed, because its main through the realization o
10、f thefunction of software programming to complete, then reduce the complexityof the hardware circuit, and the cost is reduced, so in this design usingAT89C52 single-chip, it is low power, high-performance CMOS type eightmicrocontroller.Key Words：Digital clock ; DS1302; LCD1602;STC10F08XE11 绪论数字时钟作为人
11、们日常生活中的必需品，给人们的学习、工作、生活带来极大的便利。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域1。 尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售， 价格便宜、使用也方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟电路的设计，因此进行数字钟的设计是必要的。在这里我们将已学过的专业知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉、走时准确、性能稳定、携带方便等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能
12、化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落， 有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力；过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。22 硬件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去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒，用一扬声器来进行定
13、时提醒，同时使用 C 语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、芯片、扬声器、显示屏即可满足设计要求。2.1 系统功能实现总体设计思路此设计原理框图如图 2-1 所示，此电路包括以下四个部分：单片机，键盘，闹铃电路及显示电路。51 单片机独 立 键 盘数码管显示图 2-1设计原理框图2.2 各部分功能实现（1） 单片机发送的信号通过程序控制最终在数码管上显示出来。（2） 单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作。（3） 为使时钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的，键盘用来校正数码管上显示的时间。（4） 单片机通过控制闹铃电路来完成 定时闹钟的功能
14、。2.3 系统工作原理设计的电路主要由四模块构成：单片机控制电路，显示电路、闹铃电路以及校正电路。详细电路功能图下图所示：闹铃电路3图 2-2 详细电路功能图本设计采用 C 语言程序设计，使单片机控制数码管显示时、分、秒，当秒计数计满 60 时就向分进位， 分计数器计满 60 后向时计数器进位， 小时计数器按 “23翻 0”规律计数。时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示。当计时发生误差的时候可以用校时电路进行校正。设计采用的是时、分、秒显示，单片机对数据进行处理同时在数码管上显示。2.4 电路功能使用说明（1） 各个控制键的功能：可对时间进行校准调节（只能加 1） ；按下设置键数
15、字时钟进入闹钟设置状态，设置闹钟的时间；时加、分加键是在校准时间时或设置闹钟时间对小时数或分钟数调节而设置的； 按下秒切换键就可以进入秒表模式，同时秒表也开始计时，按下秒表暂停、复位键就暂停、归零，如果要重新对秒计时则可以按秒表开始、复位；清零键可以对闹钟清零。（2）AT89C51 单片机，通过编写程序对数码显示进行控制。（3）八个 7 段数码管显示时钟和秒表信号。42.52.5 系统的设计方案系统的设计方案2.5.1 系统的电路图和原理图图 2-3 数字时钟电路图5图 2-4 数字时钟电路原理图62.5.2 单片机概述（1）单片机型号的选择:AT89C51图 2-5 AT89C51 引脚图（
16、2）单片机的主要特点AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器 （FPEROMFlash Programmable andErasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机2。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 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，AT89C2051 是它的一种精简版本。AT89C51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。主要特性：与 MCS-51 兼容4K 字节可编程 FLASH 存储器寿命：1000 写/擦循环数据保留时间：10 年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定1288 位内部 RAM732 可编程 I/O 线两个 16 位定时器/计数器5 个中断源
