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1、太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书 摘 要时钟是人类日常生活必不可少的工具，本设计从日常生活中常见的事物入手，通过对时钟计时器的设计，让我们认识到单片机已经深入到我们生活的每个领域，该设计不仅可以锻炼我们的动手能力，而且可以加深我们对单片机的认识和激发我们对未知科学领域的探索。本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要内容，采用独立式按键进行时间调整，其中AT89C52是核心元件同时采用数码管LED动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59分59秒”，另外具有校时功能，断电后有记忆功能，恢复供电
2、时可实现计时同步等特点。该系统同时具有硬件设计简单、工作稳定性高、价格低廉等优点。关 键 字 AT89C52 LED显示 244AbstractHuman Clock is an essential tool for everyday life, from the design of everyday things in common start, the clock timer through the design, let us recognize that SCM has the depth to each area of our lives, not only the design C
3、an exercise our practical ability, but can also deepen our understanding of the SCM and inspire us to explore the unknown field of science.Using MCU digital clock timing of the main contents of a stand-alone keys to time to adjust, while AT89C52 is the core component of the LED digital display dynam
4、ic , points and seconds of modern timing devices. Compared with the traditional mechanical watches, it has a precise path that intuitive, and other characteristics. Its time for the 24-hour cycle, in full scale as 23:59:59, and a school function, memory function after power and restore power supply
5、can be realized at the time synchronization, and other characteristics. The system also has hardware design simple, high stability work, the advantages of low prices.Keyword： AT89C52 LED display 244目 录第一章 前 言3第一节 选题目的和意义3第二节 国内外发展情况4一 单片机的发展历程4二 单片机的发展趋势6三 单片机的组成及特点8四 单片机的分类9五 单片机的应用9第三节 本设计研究的内容和所做
6、的工作11小 结11第二章 系统硬件的设计12第一节 设计方案的提出、论证和确定12一 时钟功能12二 计时功能12三 功能按键12四 中断嵌套和控制13五 时钟计时器的硬件电路13第二节 元件选择16一 AT89C52芯片16二 显示部分30三 74LS244芯片说明30小 结32第三章 控制系统的软件设计33第一节 设计部分33一 主程序33二 显示子程序34三 定时器T0中断服务程序34四 定时器T1中断服务程序35五 调试功能程序36六 秒表功能程序37七 闹钟时间设定功能程序37第二节 控制程序的编制和调试37一 硬件调试37二 软件调试37三 性能分析38小 结38第四章 参考文献
7、38第五章 附 录39外文资料64中文译文73致谢语79总结与展望80第一章 前 言第一节 选题目的和意义时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。时钟作为现代社会应用广泛的计时工具，在航天、电子等科研单位，工厂、医院、学校等企事业单位，各种体育赛事及至我们每个人的日常生活中都发挥着重要的作用。 现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使
8、用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要内容，采用独立式按键进行时间调整，其中AT89C52是核心元件同时采用数码管动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59分59秒”，另外具有校时功能，断电后有记忆功能，恢复供电时可实现计时同步等特点。该系统同时具有硬件设计简单、工作稳定性高、价格
9、低廉等优点。作为本设计核心元件的单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而52单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。随着单片机的不断发展其应用的不断扩展，它的作用也越来越重要，时钟是人类日常生活必不可少的工具，其制作也越来越简单，本设计从日常生活中常见的事物入手，通过对时钟计时器的设计，让我们认识到单片机已
10、经深入到我们生活的每个领域，该设计不仅可以锻炼我们的动手能力，而且可以加深我们对单片机的认识和激发我们对未知科学领域的探索。使的原本枯燥的学习变的更有趣味和更加形象。第二节 国内外发展情况一 单片机的发展历程单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit
11、）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上
12、的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。如果将8位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可分为以下几个阶段：（1）第一阶段（1976-1978）：单片机的控索阶段。20世纪70午代，美国的Fairchild(仙童)公司首先推出了第一款单片机F8，随后Intel公司推出了影响面大、应用更广的MCS48单片机系列，以Intel公司的MCS 48为代表。MCS 48的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还
13、有Motorola 、Zilog等，都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。这一时期的特点是： 嵌入式计算机系统的芯片集成设计； 少资源、无软件，只保证基本控制功能。（2）第二阶段（1978-1982）单片机的完善阶段。Intel公司在MCS 48 基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS 51，标志Single Chip Microcomputer体系结构的完善。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。完善的总线结构：并行总线：8位数据总线、16位地址总线及相应的控制总线，两个独立的地址空间；串行总线：通信总线，扩展总线。完善的指令系统：具有很强
14、的位处理功能和逻辑控制功能，以满足工业控制等方面的需要；功能单元的SFR(特殊功能寄存器)集中管理。完善的MCS-51成为SCMC的经典体系结构。日后，许多电气商在MCS-51的内核和体系结构的基础上，生产出各具特色的单片机。指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。（3）第三阶段（1982-1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS 96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS 51系列的广应用，许多电气厂商竞相使用80C5
15、1为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制的特征。微控制器(Microcontrollers)成为单片机较为准确表达的名词。其特点是：满足嵌入式应用要求的外围扩展，如WDT、PWM、ADC、DAC、高速I/0口等。众多计算机外围功能集成，如：提供串行扩展总线：SPI、I2C、BUS、Microwire；配置现场总线接口：CAN BUS。CMOS化，提供功耗管理功能。提供OTP供应状态，利于太规模和批量生产。（4）第四阶段（1990）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。 单片机发展到这一阶段，表明单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具-小到玩具、家电行业，大到车载、舰船电子系统，遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、金融电子、商用电子、办公自动化、工业机器人、
