1、 广德爱众 砺能善医 毕 业 设 计 作 品 题 目： 电子时钟 姓 名： 专 业： 应用电子技术 班 级： 学 号： 校内 指导老师： 校外 指导老师： 填表日期： 湘潭医卫职业技术学院教务处制 湘 潭 医 卫 职 业 技 术 学 院 毕业设计 作品 二级学院 医管学院 专 业 应用电子技术 班 级 姓 名 学 号 校内指导老师 毕业设计名称 电子时钟 校外指导老师 毕业设计时间 一、 单片机 的定义 单片机 即单片微型计算机。（ Single-Chip Microcomputer ） ,是 集 CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本低，功能强，广
2、泛应用于工业自动化上和智能产品。时钟，自从它被发明的那天起，就成为了人类的好朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，时钟的应用越来越广范，人们对时间计量的精度要求也越来越高。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友再次焕发青春呢？这就要求我们不断设计出新型的时钟，来不断满足人们的日常生活需要。然而市场上的时钟便宜的比较笨重，简单实用的又比较昂贵。那 么，有没有一款既简单实用价格又便宜的时钟呢 ? 二、单片机 的特性 与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命： 1000 写 /擦循环 数据保留时间：10 年 全静态工作： 0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8
3、 位内部 RAM 32可编程 I/O 线 两个 16 位定时器 /计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 2管脚说明： VCC：供电电压。 三、 硬件总体设计方案 采用 AT89C51 芯片作为因硬件核心，其内部采用 FIash ROM，具有 4KB ROM 存储空间，能于 3v的超低压工作，本系统的计时方案是利用单片机内部的定时 /计数器进行中断定时，配合软件延时实现对时、分、秒的计时。 经多方论证硬件我们小组采用 AT89C51 单片机和 7SED 八位共阳极数码管等来实现单片机电子时钟的功能。 单片机选型： AT89C51 是一种带 4K 字节
4、闪烁可编程可擦除只读存储器（ FPEROM Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 ? 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 单片机主要特性： 与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命： 1000 写 /擦循环 数据保留时间： 10
5、年 全静态工作： 0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8位内部 RAM 32 可编程 I/O 线 两个 16 位定时器 /计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 2管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以 被定义为数据 /地址的第八位。在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须
6、被拉高。 P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收。 P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“ 1” 时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 P2口当用于外部程
7、序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平， 并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能
8、 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控 制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时， ALE 端以
9、不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。另外，该 引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。 详细元器件列表 AT89c51 1 片 7SED
10、八位共阳极数码管 1 片 NPN 三极管 1 个 104p 电容 6 个 30p 电容 2 个 10K 电阻 6 个 560 欧姆电阻 8 个 200 欧姆电阻 1 个 100 欧姆电阻 6 个 各部分功能实现 （ 1） 单片机发送的信号通过 程序控制最终在数码管上显示出来。 （ 2） 单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作。 （ 3） 为使时钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的，键盘用来校正数码管上显示的时间。 三、电路各功能图解分析 （ 4） 设计的电路主要由四模块构成：时钟电路，复位电路， 按键电路， （ 5） 显示电路 。 原理图： 本设计采用 C 语言程序设计，使
11、单片机控制数码管显示时、分、秒，当秒计数计满60 时就向分进位，分计数器计满 60 后向时计数器进位，小时 计数器按“ 23 翻 0”规律计数。时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示。当计时发生误差的时候可以用校时电路进行校正。设计采用的是时、分、秒显示，单片机对数据进行处理同时在数码管上显示。 时钟电路： 晶振电路给数字时钟提供一个频率稳定准确的方波信号，可以保证电子时钟走时准确及稳定。 复位电路 : 通上电时，电源对电容充电，对单片机复位，使单片机从 0HH 开始执行程序 。 按键电路： 按键开关状态通过一定的 电路转换成高、低电平状态 。 显示电路： 八段数码管显示器的原理。 我们最常用的是七段式和八段式 LED 数码管，八段比七段多了一个小数点，其他的基本相同。所谓的八段就是指数码管里有八个小 LED 发光二极管，通过控制不同的 LED 的亮灭来显示出不同的字形。数码管又分为共阴极和共阳极两种类型，其实共阴极就是将八个 LED 的阴极连在一起，让其接地，这样给任何一个 LED 的另一端高电平，它便能点亮。而共阳极就是将八个 LED 的阳极连在一起。其原理图如下。
