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1、指导老师：郝海燕指导老师：郝海燕班级：电气班级：电气09010901班班姓名：学号：姓名：学号：2021/6/161一一.电子时钟的工作原理电子时钟的工作原理 本设计的电子时钟是由本设计的电子时钟是由AT89C51,八段数码管等构成，采用晶八段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由计时程序和循振电路作为驱动电路，由计时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。电路中的小时，满二十四小时为一天。电路中的四个控制键拥有多种不同的功能，按下四个控制键拥有多种不同的功能，
2、按下又松开，可以实现校对时间以及定时的又松开，可以实现校对时间以及定时的功能，还可以达到省电的目的。功能，还可以达到省电的目的。2021/6/162二二.电子时钟的各模块设计电子时钟的各模块设计 AT89C51 AT89C51 时间显示时间显示按键电路按键电路振荡电路振荡电路复位电路复位电路蜂鸣器蜂鸣器2021/6/163 本设计电路的硬件部分共由五部分本设计电路的硬件部分共由五部分组成，分别为按键模块、复位电路模块、组成，分别为按键模块、复位电路模块、振荡电路模块、发声模块、时间显示模块。振荡电路模块、发声模块、时间显示模块。振荡电路模块负责给单片机提供时钟周期。振荡电路模块负责给单片机提供
3、时钟周期。复位电路模块负责上电后自动复位，或按复位电路模块负责上电后自动复位，或按键后强制复位。上电后，由单片机内部定键后强制复位。上电后，由单片机内部定时器计时，同时通过动态显示函数自动将时器计时，同时通过动态显示函数自动将时分秒显示到数码管上。与此同时，按键时分秒显示到数码管上。与此同时，按键扫描函数一直扫描按键引脚状态，一旦扫扫描函数一直扫描按键引脚状态，一旦扫描按键被按下，即进入相应的功能函数。描按键被按下，即进入相应的功能函数。如果检测到定时时间到，则驱动蜂鸣器发如果检测到定时时间到，则驱动蜂鸣器发声提示。声提示。2021/6/164三三.电子时钟的各模块设计电子时钟的各模块设计1.
4、主控制模块：主控制模块：AT89C51P0口是口是8位双向口线，即地址位双向口线，即地址/数据总线复用口。数据总线复用口。P1口是一个带内部上拉电阻的口是一个带内部上拉电阻的8 位双向位双向I/O 口口 。P2口是一个带内部上拉电阻的口是一个带内部上拉电阻的8 位双向位双向I/O 口口 。P3口是一个带内部上拉电阻的口是一个带内部上拉电阻的8 位双向位双向I/O 口口 。RST：复位信号。当输入的复位信号延续：复位信号。当输入的复位信号延续2个机器个机器周期以上的高电平时即为有效，用于单片机的周期以上的高电平时即为有效，用于单片机的复位操作。复位操作。ALE：地址锁存控制信号。单片机执行外部程
5、序时，：地址锁存控制信号。单片机执行外部程序时，应设置应设置ALE 禁止位无效。禁止位无效。/PSEN：外部程序存储器读选通信号。每个机器周：外部程序存储器读选通信号。每个机器周期两次期两次PSEN信号有效。信号有效。/EA：访问程序存储器控制信号。为了使：访问程序存储器控制信号。为了使CPU仅访仅访问外部程序存储器（地址为问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），），EA端必须保持低电平，即接地端必须保持低电平，即接地 。 XTAL1和和XTAL2：外部晶体引线端。使用芯片：外部晶体引线端。使用芯片外部时钟时，用于接入外部时钟脉冲信号。在外部时钟时，用于接入外部时钟脉冲信号。在使用芯片
6、内部时钟时，使用芯片内部时钟时，XTAL1和和XTAL2用于用于外接石英晶体谐振器和微调电容。外接石英晶体谐振器和微调电容。2021/6/1652.按键模块按键模块 在该模块中，采用四个按键作在该模块中，采用四个按键作为对电子时钟的控制输入，通过按键为对电子时钟的控制输入，通过按键来实现时钟的时间设置、定时功能。来实现时钟的时间设置、定时功能。电路中将四个按键的一端接地，而单电路中将四个按键的一端接地，而单片机的片机的P2口默认为高电平，一旦按键口默认为高电平，一旦按键被按下，则该按键对应的管脚被拉低，被按下，则该按键对应的管脚被拉低，通过软件扫描按键即可知道用户所要通过软件扫描按键即可知道用
7、户所要实现的功能，调用相应的按键子程序实现的功能，调用相应的按键子程序来完成该操作。来完成该操作。 本设计中，四个按键本设计中，四个按键K1、K2、K3、K4分别与分别与AT89C51单片机的引单片机的引脚脚P1.0、P1.1、P1.2、P1.3连接。当连接。当按下按下K1时，开始进行时，开始进行“时时”的校对，的校对，再次按下再次按下K1时，则切换到时，则切换到“分分”的校的校对，第三次按下则切换到对，第三次按下则切换到“秒秒”的校的校正，第四次按下则返回到正常时间显正，第四次按下则返回到正常时间显示。当按下示。当按下K2时，切换到闹钟模式，时，切换到闹钟模式，连续按下连续按下K2键时依次进
8、行定时。键时依次进行定时。K3和和K4键则是实现加一和减一功能。键则是实现加一和减一功能。2021/6/1663.复位电路复位电路 单片机在上电以后内部的电路处于一种随机状态，这时单片机在上电以后内部的电路处于一种随机状态，这时如果开始工作则会出现混乱。对单片机而言，复位也就是在做如果开始工作则会出现混乱。对单片机而言，复位也就是在做准备工作，是使单片机回到初始化状态的一种操作。单片机系准备工作，是使单片机回到初始化状态的一种操作。单片机系统上电后，从何处开始执行第一条指令是由系统复位后的状态统上电后，从何处开始执行第一条指令是由系统复位后的状态决定的。决定的。 RESET引脚是复位信号的输入
9、端，高电平有效，低电引脚是复位信号的输入端，高电平有效，低电平工作。常用的复位电路有上电复位电路、按键电平复位电路、平工作。常用的复位电路有上电复位电路、按键电平复位电路、按键脉冲复位电路。本设计中采用按键电平复位电路。按键脉冲复位电路。本设计中采用按键电平复位电路。2021/6/1674.振荡电路振荡电路AT89C51单片机的时钟产生有以下两种方法：单片机的时钟产生有以下两种方法：1内部时钟方式。利用单片机内部的振荡器，然后在引脚内部时钟方式。利用单片机内部的振荡器，然后在引脚XTAL1和和XTAL2两端接晶振，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲两端接晶振，就构成了稳定的自激振荡器，其发
10、出的脉冲直接送入内部时钟电路，外接晶振时，晶振两端的电容一般选择直接送入内部时钟电路，外接晶振时，晶振两端的电容一般选择为为30pF左右；这两个电容对频率有微调的作用，晶振的频率范围左右；这两个电容对频率有微调的作用，晶振的频率范围可在可在1.2MHZ-12MHZ之间选择。之间选择。2外部时钟方式。此方式是利用外部振荡脉冲接入外部时钟方式。此方式是利用外部振荡脉冲接入XTAL1和和XTAL2。 本设计则采用外部时钟方式，因内部时钟发生器的信号取本设计则采用外部时钟方式，因内部时钟发生器的信号取自反相器的输入端，所以采用外部时钟源时，接线方式为外时钟自反相器的输入端，所以采用外部时钟源时，接线方
11、式为外时钟信号接到信号接到XTAL1，而，而XTAL2悬空。振荡电路由两个皆为悬空。振荡电路由两个皆为30PF的的C1,C2及振荡频率为及振荡频率为12MHZ的晶振组成，并配合单片机定时器的晶振组成，并配合单片机定时器0实现准确计时。实现准确计时。2021/6/1685.发声模块发声模块 发声模块由电源，蜂鸣器两部分组成。正常情况发声模块由电源，蜂鸣器两部分组成。正常情况下，不发声，一旦按键按下，或定时时间到，蜂鸣器下，不发声，一旦按键按下，或定时时间到，蜂鸣器发声。发声。2021/6/1696.时间显示模块时间显示模块数码管显示方式有两种：数码管显示方式有两种：1.共阴极接法。把发光二极管的
12、阴极连在一起构成阴极公共引脚，共阴极接法。把发光二极管的阴极连在一起构成阴极公共引脚，如下图如下图a所示。使用时阴极公共引脚接地，这样阴极引脚上加所示。使用时阴极公共引脚接地，这样阴极引脚上加高电平的发光二极管就导通点亮，而加低电平的则不点亮。高电平的发光二极管就导通点亮，而加低电平的则不点亮。2.共阳极接法。把发光二极管的阳极连在一起构成阳极公共引脚，共阳极接法。把发光二极管的阳极连在一起构成阳极公共引脚，如下图如下图b所示。使用时阳极公共引脚接所示。使用时阳极公共引脚接+5V。这样阴极引脚上。这样阴极引脚上加低电平的发光二极管即可导通点亮，而加高电平的则不点亮。加低电平的发光二极管即可导通
13、点亮，而加高电平的则不点亮。本设计中采用共阴极本设计中采用共阴极LED数码管显示方式。数码管显示方式。2021/6/1610 四四.电子时钟的设计流程图电子时钟的设计流程图 主程序是一个循环的过程，其流程是：开始运行显示正常主程序是一个循环的过程，其流程是：开始运行显示正常时间，如果扫描过程中，发现有键按下，则进行时间和闹钟模式时间，如果扫描过程中，发现有键按下，则进行时间和闹钟模式的切换，再次按下，进行时分秒的校正；如果没有键按下，则正的切换，再次按下，进行时分秒的校正；如果没有键按下，则正常显示时间；在正常时间显示过程中，若定时时间到，则闹钟自常显示时间；在正常时间显示过程中，若定时时间到，则闹钟自动响起，否则时间正常显示。动响起，否则时间正常显示。2021/6/1611五五.仿真结果仿真结果2021/6/1612致谢致谢2021/6/1613 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
