1、河 南 科 技 学 院2011 届专科毕业论文（设计）数字显示电子时钟 学生姓名：_白纪龙_所在学院：_高等职业技术学院_所学专业：_应用电子专业_导师姓名：_侯永刚_完成时间：_2011-5-30_ii河南科技学院专科生毕业论文（设计）任务书题目名称 数字显示电子时钟学生姓名 白纪龙 所学专业 应用电子 学号 20081833209指导教师姓名 侯永刚 所学专业 职称完成期限 2011 年 3 月 10 日至 2011 年 5 月 30 日一、论文（设计）主要内容及主要技术指标收集资料，研究单片机工作原理和 AT89S51 的工作过程，熟悉单片机编程，单片机系统的工作要求，熟悉汇编程序开发环
2、境1、研究单片机的工作原理； 2、研究 AT89S51 的工作过程； 3、熟悉单片机的编程技术； 4、掌握单片机系统的工作要求； 5、熟悉汇编语言的开发工具及开发环境； 6、对所设计的产品进行测试 毕业论文（设计）的基本要求1、实现单片机工作原理、单片机系统工作要求相关技术资料的收集整理2、利用汇编语言开发软件设计实现单片机系统的控制功能开发平台：VC+6.0，开发语言：C 语言，数据用文件进行存储所设计的系统应具有一定的实用性，能够在实际的应用中实现单片机系统的控制功能；系统应具有一定的可扩展性，便于将来新的功能的添加。三、毕业论文（设计）进度安排第一周：收集与课题相关资料，为以后产品论证、
3、设计做准备。第二周：对课题进行论证并进行总体设计。第三周：对产品系统各个部分的功能模块进行论证和设计。第四周：制作产品，整理、总结资料，撰写论文。iii河南科技学院专科生毕业论文（设计）开题报告题目名称 数字显示电子时钟学生姓名 白纪龙 专业 应用电子 学号 20081833209指导教师姓名 侯永刚所学专业 职称完成期限 2011 年 3 月 10 日至 2011 年 5 月 30 日一、选题的目的意义研究单片机工作原理和 AT89S51 的工作过程，熟悉单片机编程，单片机系统的工作要求，熟悉汇编程序开发环境 。二、国内外研究现状单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以其极高的性能价格比
4、，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 51 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以 AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由 4.5V 直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。三、主要研究内容1、研究单片机的工作原理； 2、研究 AT8
5、9S51 的工作过程； 3、熟悉单片机的编程技术； 4、掌握单片机系统的工作要求； 5、熟悉汇编语言的开发工具及开发环境； 6、对所设计的产品进行测试 四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线通过该项目的设计和制作，可以掌握单片机的工作过程，掌握数字时钟显示的实现原理，熟练使用 C 语言的开发环境，利用单片机的工作原理完成产品的设计与制作。培养学生在所学知识的基础上，收集资料，并对其进行分析、综合运用开发的能力。主要参考文献与资料1 张淑清单片微型计算机接口技术及其应用 北京国防工业出版社20012 于海生微型计算机控制技术M 清华大学出版社1999-63 孙涵芳MCS-51 系列单片机原理及
6、应用M 北京航空航天大学出版社1996-44 杨欣等电子设计从零开始M 清华大学出版社2005-105 谢嘉奎电子线路M 高等教育出版社2003-26 夏路易.石宗义电路原理图与电路设计教程 Protel 99SEM 北京希望电子出版社2002iv7 王毓银数字电路逻辑设计M 高等教育出版社2004-28 邱关源电路M 高等教育出版社2003-2指导教师审批意见签名：年 月 日v科技学院高职学院电子信息系毕业设计( 论文)评阅书(1)姓名 白纪龙 学 号 20081833209 专业 应用电子毕业设计( 论文)题目 数字显示电子时钟指导教师评语：指导教师签字：年 月 日评阅人评语：评阅人签字：
7、年 月 日得分得分等级vi基于单片机系统的数字显示电子时钟设计摘 要单片机自 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 51 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这 次毕业设计通过对它的学习 、应用，以 AT89S51 芯片为核心， 辅以必要的电路， 设计了一个简易的电子时钟，它由 4.5V 直
8、流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、 设计、开发软、硬件的能力。关键词：单片机，AT89S51，电子时钟，数 码管vii目 录摘 要vi绪论.11 方案论证与比较.11.1 数字显示时钟方案11.2 数码管显示方案展22 系统设计22.1 总体设计.22.1.1 系统说明22.1.2 系统框图.32.2 模块设计 32.2.1 电源部分 32.2.2 复位电路42.2.3 程序下载接口.42.2.4 位选部分52.2.5 数码管的连接电路52.2.6 控制部分.63 原理图与 PCB 图 .74 软件设计. 94.1 程序流程图.94.2 源程序.115 总结.15
9、5.1 物品清单与元件特性 .155.2 设计总结.15参考文献16致谢16科技学院高职学院电子信息系毕业设计1绪论时钟，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
10、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。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
11、片有：DS1302，DS12887，X1203 等都可以满足高精度的要求。本文主要介绍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。1 方案论证与比较1.1 数字时钟方案数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。方案一：本方案采用 Dallas 公司的专用时钟芯片 DS12887A。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于 10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显 示或设置，使得 软件编程相 对简单。 为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等
12、突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系 统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现 1 秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加 1；若秒值达到 60，则将其清零，姓名：白纪龙、吴阳光 论文题目：数字显示电子时钟2并将相应的分字节值加 1；若分值达到 60，则清零分字节，并将时字节值加 1；若时值达到 24，则将十字节清零。 该方案具有硬件电路简单
13、的特点。但由于每次 执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以 该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。1.2 数码管显示方案方案一：静态显示。所谓静态显示，就是当 显示器显示某一字符时，相 应的发光二极管恒定的导通或截止。 该方式每一位都需要一个 8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的 I/O 口太多，造成了资源的浪费。方案二：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段 时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不 闪烁 。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间 隔时间的比例有关。 调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了 I/O 口，降低了能耗。从节省 I/O 口和降低能耗出发，本设计采用方案二。2 系统设计2.1 总体设计2.1.1 系统说明利用单片机（AT89S51）制作简易电子时钟，由六个 LED 数码管分别显示小时十位、小时个位、分钟十位、分钟个位、秒 钟十位、秒钟个位。
