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1、 漯河职业技术学院毕业设计论文课题名称：基于AT89C51单片机的数字时钟设计 专 业：电气自动化 班 级：10级电气3班 学 号： 姓 名： 指导教师；制作时间：2021年03月21日 绪 论一、课题设计论文目的及意义人类的生活包括：工作、学习、休息以及参与社会的多种实践活动，环环有条理，更加丰富多彩。应该说时钟的计时功能与人类的各种行为和活动有着密切的联系，于是时钟的作用便表达出来，生活中有许多人，因为只顾工作而忘记时间，从而耽误了重要的安排或者方案，造成不可挽回的损失，使之懊悔莫及。我们要养成良好的时间观念，就需要电子钟时刻提醒我们。因此，电子钟已成为人们日常生活中必不可少，它的应用非常
2、广泛，应用于家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。现在投入生产的大多是智能时钟，它的功能很全面，但价格有点昂贵，大多数学生或者经济条件较差的人，想要拥有它，都有点困难。因此，在这里设计一个较简单的电子钟，它能完成计时和校时的功能。这个时钟系统很简单，投入生产的本钱很低，因此，它的价格比拟廉价，对于学生很实用。二、课题设计论文提纲时钟电路的核心是AT89C51单片机，其内部带有2KB的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器RAM，无须外扩程序存储器。电脑时钟没有大量的运算和暂存数据，现有的128B片内RAM
3、已能满足要求，也不必外扩片RAM。系统配备8位LED数码管显示和3个独立式按键，用P0口作为键盘接口电路，P1口和P3口作为段码和位码输出口，并在字段码输出口接74LS245芯片，用该芯片来驱动LED数码管显示。利用P0.0、P0.1和P0.2作为功能按键输入口。三、课题设计论文思路、方法及进度安排1显示方案方案一:静态显示就是当CPU将要显示的字或字段码送到输出口，显示器就可以显示出所要显示的字符，如果CPU不去改写它，它将一直保持下去；静态显示硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢。方案二:动态显示那么是一位一位地轮流点亮显示器地各个位扫描。对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次；动态
4、显示耗能较小，但编写程序较复杂。动态显示硬件连接简单，信息刷新速度快。由于本次设计是对时间进行显示，如采用静态显示，那么所占用的I/O口较多，电路较复杂,所以在此选择的是方案二，采用动态显示。2键盘方案方案一:独立式键盘。独立式键盘的各个按键相互独立，每个按键独立地与一根数据输入线单片机并行接口或其他芯片的并行接口连接。独立式键盘配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根接口线，在按键数量不多时，接口线占用多。所以，独立式按键常用于按键数量不多的场合。方案二:矩阵式键盘。矩阵式键盘采用的是行列式结构,按键设置在行列的交点上.(当接口线数量为8时,可以将4根接口线定义为行线,另4根接口线定义
5、为列线,形成4*4键盘,可以配置16个按键。)由于本设计只用了四个按键，不需要采用矩阵式键盘，所以选用第一种方案,采用独立式键盘。3计时方案采用软件控制:利用单片机内部的定时/计数器进行定时，配合软件定时实现时、分、秒的计时。该方案能够使设计者，在设计的过程中容易实现，且节省硬件本钱，因此本系统将采用软件方法实现计时。方法及进度安排：第一周到第二周：通过搜集资料，参考文献，反复的硬件调试，第三周到第四周：根本完成各模块的性能要求。第五周到第六周：在研究过程中系统的局部模块属电子系统中常用模块的可以直接采用，但需要结合连接电路进行适当调试，以到达最正确效果。目 录摘 要1第1章 引言21.1 电
6、子钟的开展史21.2 设计的目的与意义21.3 设计的根本思路与主要内容3第2章 时钟系统的整体设计10102.2 整体方案11第3章 硬件设计与分析123.1 硬件设计原理12123.2.1 AT89C51单片机介绍1212133.2.4 键盘及其接口153.3 系统原理图16第四章 软件设计184.1 主程序的设计184.2 键输入程序194.3 显示程序204.4 延时程序212.5 中断程序24第5章 调试与运行255.1 电路仿真255.2 调试和运行26第6章 结 论27致 谢28参考文献29附录一 系统原理图30附录二 元件清单31附录三 程序清单32摘 要 单片微型计算机简称单
7、片机，它是把微型计算机的各个功能部件:中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口、定时器/计数器以及串行通信接口等待集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机，故又把它称为单片微型计算机。当今信息科技高速开展，使用方便、低本钱电子设备已逐步成为我们日常生活中电子产品的主力军。用软件代替硬件的电子设备能大大地节省本钱，且有利于资源的节约，因此，以软代硬的设计必将成为我们现代设计的主流。本设计是利用MCS-51系列单片机内部的定时器/计数器进行中数年定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件本钱，且能够使设计者在定时/计数器的使用、中数年及程序设计方面得到锻炼
8、和提高，因此本系统将采用软件方法实现计时。关键词: 单片机 数码管 程序设计第1章 引 言 电子钟有着很长的历史，从民国19年的电钟，研制始於60年代中期的国内电晶体、半导体管钟，到研制始於70年代末的石英电子钟，再到今天我们所用的智能电子钟。以前的电子钟存在着很多缺点，其外观体积庞大，在功能上有死摆、走时时间不长、走时精确度不高等缺点。如今无论是外观，还是在功能上，电子钟都有了很大的改良。 虽然世界绝大多数钟表都是中国制造，但钟表对于国内市场来说只是个小行业，2003年总盘子不过才100多亿，但不是没有前景。近年来，市场在急剧膨胀。根据国外的统计数据显示，兴旺国家人均一生拥有手表23块，开展
9、中国家12块，而目前中国的城镇人口人均拥有量不多于6块，空间很大。比方彩电一般是一个家庭一台，手表那么是每人一块，但从销售量来看，光TCL一家公司两个月的彩电销量可以接近300万台，而我们手表每年总共才卖200多万只。所以绝对不是市场潜力不够的问题，而是我们应该如何去做的问题。1.2 设计的目的与意义人类的生活包括：工作、学习、休息以及参与社会的多种实践活动，环环有条理，更加丰富多彩。应该说时钟的计时功能与人类的各种行为和活动有着密切的联系，于是时钟的作用便表达出来，生活中有许多人，因为只顾工作而忘记时间，从而耽误了重要的安排或者方案，造成不可挽回的损失，使之懊悔莫及。我们要养成良好的时间观念
10、，就需要电子钟时刻提醒我们。因此，电子钟已成为人们日常生活中必不可少，它的应用非常广泛，应用于家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。现在投入生产的大多是智能时钟，它的功能很全面，但价格有点昂贵，大多数学生或者经济条件较差的人，想要拥有它，都有点困难。因此，在这里设计一个较简单的电子钟，它能完成计时和校时的功能。这个时钟系统很简单，投入生产的本钱很低，因此，它的价格比拟廉价，对于学生很实用。1.3 设计的根本思路与主要内容设计一个电子产品，首先了解它能实现的功能，时钟系统最根本的功能就是实现计时，在这里设计的数字电子时钟，它能实现计时和校时的功
11、能，给电子钟加上电自动计时，设计一个按键对时钟进行复位和三个按键对时间进行调整。 硬件设计很简单，主要包括：单片机、按键电路、驱动显示电路，以及LED显示器四个局部。单片机选用AT89C51芯片，它无须外扩程序存储器，设计电路很简单。由于只用了四个按键，所以采用独立式按键使设计更简单。显示时、分、秒加两个分隔符，采用8位的数码管，用常用的74LS244来驱动LED数码管显示字符。 简易数字时钟可实现校时和整点报时功能，该软件采用C语言来实现，主要包括主程序、键输入程序、显示程序、定时程序和中断程序等软件模块。把原程序参加原理图，做出电子钟的仿真，以秒计数并显示时、分、秒。其中秒和分为60进制，
12、小时为24进制计数。可通过按键实现时钟复位和分、秒、时的校正。第2章 简易数字时钟系统的整体设计 以单片机技术为核心，充分应用各种外围电路元器件，设计一个通过显示器显示时间时、分、秒的电子钟。要求： 1、上电时，时、分、秒显示为00时、00分、00秒,并以秒为单位开始计时；2、运行状态下，按动控制按扭S-SET，对秒进行调整；3、运行状态下，按动控制按扭M-SET，对分进行调整；4、运行状态下，按动控制按扭H-SET，对小时进行调整。5、当数字时钟运行到正点时，实现自动报时功能。6、当按下T-SET键是实现小时由24进制和12进制的相互转换。2.2 整体方案 电子钟的电路图主要由单片机AT89
13、C51、键盘电路、驱动显示电路和LED显示器四局部组成，它主要实现时钟的显示，以及对时、分、秒进行调整，即实现调时的功能。其数字钟系统整体结构如图2-1所示。七段数码管AT89C51驱动LED显示器位选按 键图2-1 电子钟系统整体结构1显示方案方案一:静态显示就是当CPU将要显示的字或字段码送到输出口，显示器就可以显示出所要显示的字符，如果CPU不去改写它，它将一直保持下去；静态显示硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢。方案二:动态显示那么是一位一位地轮流点亮显示器地各个位扫描。对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次；动态显示耗能较小，但编写程序较复杂。动态显示硬件连接简单，信息刷新速
14、度快。由于本次设计是对时间进行显示，如采用静态显示，那么所占用的I/O口较多，电路较复杂,所以在此选择的是方案二，采用动态显示。2键盘方案方案一:独立式键盘。独立式键盘的各个按键相互独立，每个按键独立地与一根数据输入线单片机并行接口或其他芯片的并行接口连接。独立式键盘配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根接口线，在按键数量不多时，接口线占用多。所以，独立式按键常用于按键数量不多的场合。方案二:矩阵式键盘。矩阵式键盘采用的是行列式结构,按键设置在行列的交点上.(当接口线数量为8时,可以将4根接口线定义为行线,另4根接口线定义为列线,形成4*4键盘,可以配置16个按键。)由于本设计只用了四个按键，不需要采用矩阵式键盘，所以选用第一种方案,采用独立式键盘。3计时方案采用软件控制:利用单片机内部的定时/计数器进行定时，配合软件定时实现时、分、秒的计时。该方案能够使设计者，在设计的过程中容易实现，且节省硬件本钱，因此本系统将采用软件方法实现计时。第3章 硬件设计与分析3.1 硬件设计原理。3.2.1 AT89C51单片机介绍 AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器RAM，器件采用ATM
