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1、基于AT89S51控制的数字时钟物理与机电工程学院电子信息工程学号：200402119姓名：王炳灿指导老师：张剑锋副教授摘要本系统采用MSC-51系列单片机以AT89S51为中心器件来设计多功能数字时钟。文中详细介绍了51单片机应用中的数据转换显示，数码管显示原理，动态扫描显示原理，单片机的定时中断原理。该时钟系统能实现时钟日历的功能：能进行时、分、秒的显示;也具有日历计算、显示和时钟，日历的校准、定时时间的设定，实现秒表，整点报时等功能。关键词AT89S5174LS245原理时钟单片机241.引言1.1设计的意义近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带
2、动传统控制检测日新月异更新.在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善.本文通过用对一个能实现定时，日历显示功能的时间系统的设计学习，详细介绍了51单片机应用中的数据转换显示，数码管显示原理，动态扫描显示原理，单片机的定时中断原理、从而达到学习，了解单片机相关指令在各方面的应用。1.2设计所要做的工作系统AT89S51、LED数码管、按键、发光二极管，电容，电阻，蜂鸣器，晶震等部分构成，能实现的功能有：时间显示、日期显示、定时、整点报时、秒表、报警。左键
3、：切换功能显示，按一下显示日期，再按一下显示定时时间，再按一下显示秒表。中键：进行位置选择，按一下则选择最右边两位，再按一下则选择中间两位，再按一下则选择左边两位，再按一下则选择下一功能左边两位，如此循环。当选择某个数的时候，按左键加一，秒的时候则直接清0。当有选择某个数的时候或显示日期、定时时间的时候按右键则返回显示时间。右键：定时时间到时会放音乐，按右键时就停止播放。右上角按键和指示灯：显示是否有定时功能，亮时则有定时功能，按一下按键则灯灭取消定时功能，再按下开启定时功能。当显示秒表的时候：按中间键进行开始计时和暂停，按右键清0。按左键时回到显示时间。2.硬件电路原理分析2
4、.1.电路原理分析时钟电路驱动电路显示电路复位电路AAAT89S51定时音乐播放键盘电路图2-1总体方案方框图24图2-2电路原理图电路中单片机的P1口送数据，P2口送地进行选择某位数码管。用74LS245进行驱动，P3.0接蜂鸣器，P3.2,P3.3,P3.4,P3.5接按键，0.1uF电容起抗干扰作用。2.1.1电路显示原理[2][3][4][5][6]电路原理图见图2。由两个四位的数码管组成时、分、秒、年、月、日的显示。P1口的8条数据线P1.0至P1.7分别与第一片74LS245译码的A0-A7口相接，P2口的P2.0至P2.7分别与第二片74LS245A0-A7相接。
5、这样通过P0口送出一个存储单元的高位、低位代码，通过P2口送出扫描选通代码地址，就会将要显示的数据在数码管中显示出来。从P1口输出的代码是段选码，从P2口输出的就是位选码。这是扫描显示原理。2.1.2内部震荡电路[1]:图2-3晶体震荡电路AT89S51中有一个构成内部震荡器的高增益反向放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端,这个放大器与作为反馈元件的石英晶体构成自激震荡电路。外接石英晶体及电容C1,C2接在放大器的反馈回路中构成并联震荡电路。242.1.3键盘消抖原理[1][3][10]键盘是人与微机打交道的主要设备,按键的读取容易引起误动作。可采用软
6、件去抖动的方法处理，软件的触点在闭合和断开的时候会产生抖动，这时触点的逻辑电平是不稳定的，如不采取妥善处理的话，将引起按键命令错误或重复执行，在这里采用软件延时的方法来避开抖动。2.1.4复位电路原理【2】[9]复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。下图所示的RC复位电路可以实现上述基本功能,Sm为手动复位开关。图2-4复位电路图2.2四位数码管原理图[4][8][10]图2-5数码管管脚图2.3AT89S51的管脚说明[2]：
7、 图2-6AT89S51管脚图VCC电源电压.GND接地.RST复位输入.当RST变为高电平并保持2个机器周期时,将使单片机复位.WDT溢出将使该引脚输出高电平,设置SFRAUXR的DISRTO位(地址8EH)可打开或关闭该功能.DISKRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态.24XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入.XTAL2来自反向振荡放大器的输出.P0口一组8位漏极开路型双向I/O口.也即地址/数据总线复用口.作为输出口用时,每位能驱动8个TTL逻辑门电路,对
