单片机电子时钟设计

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1、摘要单片机是一个由微处理器（CPU）、片内数据储存(RAM)与特殊功能寄存器(SFR)、片内程序存储器（ROM）、并行输入输出（I/O）、定时/计数器、串行通信口、总线控制器、中断控制系统、片内振荡器和内部总线组成的集成电路芯片。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化上。本论文采用的MCS-51单片机来实现电子时钟的设计，由C语言进行编程，由片内定时器与两位一体七段的LED显示时分秒，另外由DS1302温度集成块显示两位的温度。本论文通过电子时钟设计的实例，介绍了单

2、片机系统总体方案的设计方法，软硬件的设计方法，并给出了与之对应的程序流程图。关键词：单片机，电子时钟，定时器，数码管，DS1302I目录摘要I绪论11单片机概述21.1单片机简述21.2单片机结构21.3单片机发展过程与趋势32电子时钟设计42.1设计思路42.2整体设计方案43硬件设计53.1电路原理53.2系统设计54软件设计74.1流程设计74.2主程序设计10结束语14参考文献15致谢16I绪论近年来，随着高性能单片机技术的不断发展，单片机在微机领域中占据了不可替代的重要地位。经过几十年的发展，从性能、指令功能、运算速度、控制能力等方面都

3、有很大提高。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。目前MCS-51兼容的产品多达百种，单片机的应用日益广泛，具有广泛的前景。单片机问世迄今的30多年间，单片机得到了迅速的发展，各种新型、高性能的单片机不断地推陈出新冲向市场，已成为计算机发展和应用的一个重要方面。单片机的应用重要意义还在于，它从根本上改变了传统控制系统的设计思想和设计方案。以前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现已能用单片机通过软件方法来实现。这种软件代替硬件的控制技术也成微控制技术。141单片机概述1.1单片机简述单

4、片机微型计算机简称单片机。单片机示微型计算机的一个重要分支，主要面向控制，因此又称为微控制器（MCU）。智能控制与自动控制的核心就是单片机。由于单片机具有体积小、功能强、价格低、电源单一、功耗低、运算速度快、控制功能强、可靠性高、抗干扰能力强、开发方便、研制周期短等特点，在我国，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[1]。1.2单片机结构51系列单片机在结构上基本相同，只是个别模块和功能上有些区别。它包含了作为微型计算机所必须的基本功能部件，各功能部件通过片内总线连成一个整体，集成在一

5、块芯片上。AT89C51单片机的内部结构方框图【3】如1-1所示：外部事件计数外部时钟源片内程序存储器4KBROM2个*16位定时/计数器片内程序存储器128RAM/SFR振荡器和时序OSI8051CPU中断控制可编程I/O可编程全双工串行口64KB总线扩展控制器内中断串行通信并行口控制外中断图1-1单片机基本结构框图141.3单片机发展过程与趋势单片机从诞生以来，发展十分迅速，其发展过程主要经历了如下3个主要阶段：（1）8位单片机诞生和产品形成阶段（1976——1978）（2）8位单片机性能完善阶段（1978——1982）（3）单片机微控制化阶

6、段（1982——现在）目前，单片机正向着高性能和多品种方向发展，具体有如下主要发展趋势：（1）高性能化采用精简指令集和流水线技术，增加数据总线的宽度，以大幅度提高CPU的运行速度。（2）片内存储大容量化以往单片机的片内RAM只有64～128B，ROM只有1～4KB。而新型存储大容量化单片机的片内RAM可达4KB，ROM可达64KB。（3）程序储存器采用Flash和系统调试技术Flash型程序存储器可以方便地进行多次编程和修改，在系统开发阶段十分便利。此外，具有系统调试（ISD）功能的单片机，实现了PC通过单片机的JTAG接口或串行接口直接进行程序

7、的仿真调试。（4）外围电路内装化随着集成电路集成度的不断提高，一些单片机将A/D转换器、D/A转换器、语音芯片、LCD驱动器等接口电路集成在单片机内，使得单片机应用系统的开发更方便，系统性能也得以提高。（5）外围接口串行化单片机一般通过三总线的结构来进行扩展，导致它的对外引脚过多，对外连接比较麻烦。而I²、SPI串行总线的引入和一些并行外围器件的串行化，可以使得它的引脚减少，对外连接得到简化[2]。（6）低功耗化142电子时钟设计2.1设计思路电子时钟的理论基础主要涉及了51单片机应用中的数据转换显示，数码管显示原理。另外，也涉及到了单片机的动态

8、扫描显示原理等一些内容。单片机体积小、重量轻、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。它功能强大，提供了相当多的相关功能模块，所以使用非常方便