《单片机技术》课程设计任务1、 本课题任务如下：设计一个具有特定功能的电子钟该电子钟上电或按键复位后能自动 显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整 键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟 启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时 间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态2、 本课题要求如下：(1) 在AT89S51的P0 口和P2 口外接由六个LED数码管(LED5〜LED0) 构成的显示器，用P0 口作LED的段码输出口(P0.0〜P0.7对应于LED的 a〜dp)，P2.5〜P2.0作LED的位控输出线(P2.5〜P2.0对应于LED5〜 LED0)，P1 口外接四个按键A、B、C、D (对应于P1.0〜P1.3)2) 、利用六个LED显示当前时间3) 、四个按键的功能：A键用于电子钟启动/调整；B键用于调时，范围 0-23,0为24点,每按一次时加1； C键用于调分，范围0-59，0为60分, 每按一次分加1; D键用于调秒，范围0-59, 0为60秒,每按一次秒加1方案四：独立式按键，LED动态显示。
该方案方框图如图1.2.4所示，独立式按键直接与单片机I/O 口相连构成 键盘，每个按键不会相互影响，因本系统用到的按键比较少，采用独立式键盘不会浪费I/O 口线，所以本系统采用独立式键盘 动态显示的亮度虽然不如静态显示，但其硬件电路 较简单，可节省硬件成本，虽然动态扫描需占用 CPU较多的时间，但本系统中的单片机没有很多实 时测控任务，因此，本系统采用此种方案2多功能电子表的工作原理本设计中的电子钟的核心是AT89S51单片机，其内部带有4KB可编程 Flash存储器的单片机，无须外扩程序存储器，硬件电路主要由四部分构成： 时钟电路，复位电路，键盘以及显示电路时钟电路是电子表硬件电路的核心，没有时钟电路，电子表将无法正常工 作计时本系统时钟电路采用的晶振的频率为12MHz，定时器采用的是定时器0 工作在方式1定时，用于实现时、分、秒的计时，定时时间为62.5ms复位电 路可使电子表恢复到初始状态键盘可对电子表进行开启、停止，还能实现时、 分、秒的显示及设定等操作显示电路由两个共阳级4位一体LED数码管构成， 它的段控端和位控端通过74LS244及其S8550PNP型号三极管与AT89S51单片机 的I/O 口相连，显示器可使电子表显示出时、分、秒。
多功能电子表的计时原理为：上电后，电子表显示P.提示符，按下A键后， 电子表从00： 00： 00开始计时当定时器0的定时时间满62.5ms后，定时器 0溢出一次，溢出满16次后，电子表的秒加1，满60秒后，分加1，满60分 后，时加1，满24时后，电子表重新从00： 00： 00开始计时3多功能电子表原理方框图、原理图及PCB图3.1多功能电子表原理方框图多功能电子表整机电路方框图如图3.1图1多功能电子表整机电踏方框图第1页3.2多功能电子表电路原理图3.2.2多功能电子表整机电路原理3.3.2 多功能电子表整机电路PCB图多功能电子表整机电路PCB图如图3.5所示3.5整机PCB图4多功能电子表元器件清单多功能电子表电路所有元器件清单如表4.1所示表4.1多功能电子表元器件清单1元件名称封装形式元件号LED数码管（共阳极）DIP-12D1LED数码管（共阳极）DIP-12D2510Q电阻AXIAL0.4R1510Q电阻AXIAL0.4R2510Q电阻AXIAL0.4R3510Q电阻AXIAL0.4R4510Q电阻AXIAL0.4R5510Q电阻AXIAL0.4R6510Q电阻AXIAL0.4R7510Q电阻AXIAL0.4R81K电阻AXIAL0.4R9200电阻AXIAL0.4R104.7K电阻AXIAL0.4R114.7K电阻AXIAL0.4R124.7K电阻AXIAL0.4R134.7K电阻AXIAL0.4R144.7K电阻AXIAL0.4R154.7K电阻AXIAL0.4R164.7K电阻AXIAL0.4R174.7K电阻AXIAL0.4R18电源插座UINDIANYUAN74LS244 芯片DIP-20A1S8550PNP三极管TO-585501S8550PNP三极管TO-585502S8550PNP三极管TO-585503S8550PNP三极管TO-585504S8550PNP三极管TO-585505S8550PNP三极管TO-585506轻触开关ADIP04A轻触开关BDIP04B轻触开关CDIP04C轻触开关DDIP04D轻触开关DIP04S512M晶振XTAL1Y133pF电容RAD0.2C133pF电容RAD0.2C222呻电容RB.2/.4C37805芯片TO-220U10.33MF电容RAD0.2C10.1呻电容RAD0.2C2220呻电容RB.2/.4C3220呻电容RB.2/.4C4桥式整流DIP-04D2二极管DIODE0.4D111V变压器DIP-5TR扩展插针SIP08J0扩展插针SIP08J1-LC2弥 f ... mi- O12MHZ we，， XL 1XI—■ JJ— ClT30pf图5.2时钟电路原理图VCCBESET图5,3复位电路原理图A ~BCRll 1 R121 R13JL.RM4.7K 4.7K 4.7F： 4.7]P1J05多功能电子表单元电路工作原理介绍5.2时钟电路工作原理图5.2所示为时钟电路原理图，在AT89S51 芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端 为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。
而在 芯片内部，XTAL 1和XTAL2之间跨接晶体振荡器 和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器 时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分 频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号5.3复位电路工作原理图5.3所示为复位电路原理图，复位是单 片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化 为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程 序，并使其它功能单元处于一个确定的初始状 态本复位电路采用的是按键复位，它是通过 复位端经电阻与VCC电源接通而实现的，它兼 具上电复位功能因本系统的晶振的频率为 12MHz，所以，复位信号持续时间应当超过2uS 才能完成复位操作5.4键盘工作原理图5.4所示为键盘原理图，本 系统采用的是独立式键盘结构，每 个按键单独占用一根I/O 口线，每 个按键的工作不会影响其它I/O 口 线的状态它软件是采用查询式结 构，首先逐位查询每根I/O 口线的 输入状态，如某一根I/O 口线输入 为低电平，则可确认该I/O 口线所 对应的按键已按下，然后，再转向第韦页图5.4键盘电路原鲤图该键的功能处理程序5.5显示器工作原理系统采用动态显示方式，用P0 口来控制LED数码管的段控线，而用P2 口 来控制其位控线。
动态显示通常都是采用动态扫描的方法进行显示，即循环点 亮每一个数码管，这样虽然在任何时刻都只有一位数码管被点亮，但由于人眼 存在视觉残留效应，只要每位数码管间隔时间足够短，就可以给人以同时显示 的感觉图中的S8550作为驱动器，而8个510欧姆电阻则起限流作用由图5.5可知，要想让数码管那一段亮，在该数码管位控段为高电平的情 况下给这段送低电平就可以了显示电路结构采用动态扫描的方式，所有数码 管的段控端公用单片机P0 口的8根输出口线，数码管的段控端a、b、c、d、e、 f、g、dp 分别接到 P0 口的 P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7 口线上，每个数码管的位控线单独占用单片机P2 口一根输出口线，8位数码管 从高位到低位分别接P2.0〜P2.7引脚段控码（低电平有效）由P0 口输出经 上拉电阻上拉电压后通过锁存器74LS244送到数码管的段控端，位控码由P2 口输出经三极管S8550驱动后送到数码管的位控端在单片机内部显示缓冲区79H、7AH、7BH、7CH、7DH、7EH内的值分别是秒 的个位、秒的十位、分的个位、分的十位、时的个位、时的十位，显示器LED0、 LED1、LED2、LED3、LED4、LED5分别显示秒的个位十位、分的个位十位、时的 个位十位，由图5.5所示。
数码管动态显示：由于显示的数据和LED数码管的段控码并不是一一对应 的关系，即显示的数据与数码管的字型代码不相符显示数据与字型代码之间 存在着转换关系，数码管段控数据和数码管各段的对应关系如表5.1、表5.2 所示表5.1数码管数据和数码管每段的对应关系D7D6D5D4D3D2D1D0LED显示码a111111100FEHb111111010FDHc111110110FBHd111101110F7He111011110EFHf110111110DFHg101111110BFHdp011111117FH表5.2数码管断码和字型的对应关系（共阳极）字型D7D6D5D4D3D2D1D0段码dpgfedcba0110000000CO1111110010F92101001000A43101100000B04100110019951001001092610000010827111110000F88100000008091001000090A1000100088B1000001183C110001100C6D101000000A0E1000011086F100011108EP.0000011006全亮0000000000全灭111111。