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1、成都大学专 业：考生姓名毕业设计（论文）机电一体化胥文举 学号 200820314102成都大学教务处办公室制2011年3月2日成都大学毕业设计（论文）任务书题目：电子时钟软件设计任务与要求：实现用单片机AT89S51对数字时钟进行控制，同时利用电子元件控制单片机AT89S51输入输出讲行控制。从而实现对机械元件用电子元件的简化。时间：从2011年7月10日至2011年10月15日共12周专业：机电一体化考牛姓名：胥文举学号：200820314102指导老师（签名）：杨柱中 职称：教授2011年3月2日毕业设计进度计划表日期工作内容执行情况指导教师签名2011年3月进行毕业资料的收集和整理20
2、11年4月系统方案的设计与实现2011 年 3-4 月经中断检查后，对系统方案的设计与实现进行修改及完善2011 年 5-6 月论文的构思、修改及撰写2011年6月论文的打印及装订2011年6月8日将论文由网上发给指导教师2011年6月15日论文提交指导教师对进度计划实施情况总评签名：年月日本表作为评定学生平时成绩的依据之一。摘要单片机，是集CPU ,RAM ,ROM ,计数和多种接口于一体的微控制器。自20世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。它体积小、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，广泛应用于智能生产和工业自动
3、化上。随着科技的发展和社会的进步，人们对 数字钟的要求也越来越高，多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变 化。因此本系统采用单片机作为数字钟的核心控制器，读取时钟芯片的值和温度传 感器传来的值，并通过显示器显示出来，而且，可以通过按键电路给单片机执行信 号，给时钟芯片赋初值，设置闹钟。采用AT89S52作为主控单片机，时钟模块选用 CRYSTAL作为时钟石英晶体振荡发生器，显示模块选用7SEG-MPX8-CA-BLUE，设置 部分选用按键电路。关键字：单片机 数字时钟 时钟芯片 时钟软件设计AbstractThe single-chip micro computer collects
4、 CPU, RAM, ROM, the counting and many kinds of connections in a body. It has been published since the 70s of 20th century and has high performance, so it attracts many peoples attention. Its volume is small，the weight is light，the capacity of resisting disturbance is strong，the environmental challen
5、ge is not high，the price is not expensive and the development is easy for that it is widely used in the intelligent production and the industrial automation .with the technological development and social progress, people are demanding more and more digital clock high, whether in the performance of m
6、ulti-function digital clock or in the style of both undergone a qualitativechange. Therefore, this system uses the microcontroller as the core controller, digital clock, read clock chip value and the value coming from temperature sensors and displayed through the display, and that the circuit to the
7、 microcontroller through the implementation of key signal, the initial value assigned to the clock chip set the alarm clock. Using AT89S52 microcontroller as a master clock module selected as a clock chip CRYSTAL, display module selection 7SEG-MPX8-CA-BLUE, part of the selection button to set the ci
8、rcuit.Keywords: single-chip Microcomputer Digital Clock clockchip前言 1第一章：MCS-51单片机原理21.1 单片机的组成 21.2单片机的中央处理器（CPU） 21.2.1 运算部件 21.2.2 控制部件 31.3单片机的存储结构31.3.1 程序存储器31 . 3. 2数据存储器41.4单片机的输入/输出接口41.5 单片机的外部引脚及片外总线51.5.1 外部引脚 51 . 5. 2片外总线结构61.6单片机的工作方式6第二章：单片机的内部资源与编程72.1 定时/计数器接口72.1.1 定时/计数器的控制寄存器72.
9、 1 . 2定时/计数器的工作方式82.2 串行接口 82.2.1 串行接口寄存器82.2.2 串行口的工作方式92.3 中断系统 11第三章 ：时钟电路与 LED 数码管123.1 数字时钟方案 133.2数码管显示方案 13第四章：总体设计 144.1 系统说明 144.2 系统框图 144.3模块设计 14第五章：电子时钟设计的原理175.1 电子时钟设计的原理175.2 电子时钟设计的流程图19第六章：电子时钟KEIL UVISION的软件设计20第七章：电子时钟Proteus的模拟硬件设计过程237.1 电子时钟 Proteus 的模拟硬件设计过程23参考文献 25总结 26致谢词
10、27附录 28汇编语言程序 28-1i-、前言时钟，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。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
11、校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基 础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常 工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定 了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常 有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时 /计数器来 实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟 芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟 芯片有：DS1302, DS12887, X1203等都可以满足高精度的要求。本文主要介绍
12、用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设 计由单片机AT89S51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个 单片机电子时钟。电子时钟软件设计作者：胥文举 指导教师：杨柱中第一章：MCS-51单片机原理单片机是把微型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定时/计数器、 串行接口、中断系统等电路集成到一片集成电路芯片上形成的微型计算机。因 而被称为单片微型计算机，简称单片机。1.1 单片机的组成虽然单片机的芯片有多种类型，但它们基本组成相同。如下图从上图可以看出，单片机它集成了中央处理器（CPU），存储器系统（RAM 和ROM）、定时/计数器，并行接口、串行接口、中断系统
13、及特殊功能寄存器（SFR）。 它们通过内部总线紧密联系在一起。他的总体结构仍是通用CPU加上外围芯片 的总线结构。只是在功能部件的控制上与一般微机的通用寄存器加接口寄存器 控制不同，CPU与外设的控制不再分开。采用了特殊功能寄存器集中控制，使 用更方便。内部还集成了时钟电路。只需外接石英晶体形成时钟。另外注意， 8031 和 8032 内部没有集成 RAM。1.2单片机的中央处理器（CPU）1.2.1 运算部件运算部件以算术逻辑运算单元ALU为核心，包含累加器ACC、B寄存器、 暂存器、标志寄存器PSW等多种部件。且能实现算术运算、逻辑运算、位运算、 数据传输等处理。算数逻辑运算单元ALU是一
14、个8位的运算器，它不仅可以完成8位二进制 数据加减乘除等基本算数运算，还可以完成8位二进制数据逻辑“与”、“或”、 “异或”、循环移位、求补、清零等逻辑运算，并且具有数据传输、程序转移 等功能。ALU还有一个一般微型计算机没有的位运算器，可以对一个二进制数 据进行复位、置位、清零、求反、测试转移及位逻辑“与”、“或”、“非”等处 理。这对于控制方面用。1.2.2 控制部件控制部件是单片机的核心，它包括定时和控制电路、指令存储器、指令译 码器、程序计数器PC,堆栈指针SP,数据指针DPRT以及信息传送控制部件等。 它先以振动信号为基准产生 CPU 的时序，从 ROM 中取出指令到指令寄存器，然
15、后在指令译码器，然后在指令译码器中对指令进行译码，产生执行指令所学的 各种控制信号，送到单片机内部的各功能部件中，指挥各功能部件产生相应的 操作，完成相应的功能。1.3 单片机的存储结构单片机的存储结构与一般微机的存储结构不同，分为程序存储器 ROM 和数 据存储器RAM。程序存储器存放程序、固定常数和数据表格，数据存储器用作 工作区及存放数据，两者完全分开。程序存储器和数据存储器都有各自的寻找 方式和控制系统程序存储器和数据存储器从物理结构上可以分为片内和片外 两种，它们的寻址空间和询问方式也不相同。1.3.1 程序存储器程序存储器主要用于存放单片机工作时的程序，单片机工作时先由用户编 制好程序和表格常数，把它存放到程序存储器中，然后在控制器的控制下，依 次从程序存储器中取出指令送到 CPU 中执行，实现相应的功能。为此，设有一 个专用寄存器一程序计数器PC，用以存放要执行的指令的地址。它具有自动 计数的功能，每取出一条指令，它的内容会自动加1，以指向下一条要执行的 指令，从而实现程序存储器中依次取出指令来执行。存储器有 6 个特殊的地址，第一个是 0000H
