余绪永单片机电子时钟设计.docx

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1、单片机电子时钟设计一、前言：单片机的应用介绍自20世纪70年代以来，单片机在工业测控、仪器仪表、航天航空、军事武器、家用电器等领域的应用越来越广泛，功能越来越完善。由单片机及各种微处理器、DSP所构成的嵌入式系统设计已成为电子技术产业发展的一项重要内容。单片机技术的应用能力也成为电子技术及自动化专业必须掌握的技术之一。高职教育培养的是应用型人才，教学内容的选择应侧重能力的培养和技能的训练。传统的单片机教材已不能适应高职教育的教学需要。本书以够用为原则，简化了单片机理论的难度和深度，以Atmel公司的AT89C51单片机为例详细介绍了单片机的基础知识、基本结构、指令系统、内部资源、外部扩展等基本

2、内容，并在每章中都增加了实训环节，从课程一开始就立求提高学生的学习兴趣、培养动手能力和软硬件综合应用能力。各章中给出的实训内容由浅入深、循序渐进、内容丰富。所有实训均包含详细的硬件接线图、元器件清单及参考程序，便于学生制作。为了配合实训环节，本书的第七章特别介绍了在单片机开发过程中常用的工具软件的使用方法。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。二、课程设计的目的和要求1、设计目的通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机应用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步

3、骤。2、设计要求它的设计要求是要可以分别设定小时，分钟和秒，复位后时间为：00：00：00，蜂鸣器的响应。三、总体设计本次电子时钟设计方案分为硬件设计和软件设计，硬件电路设计主要是用单片机和LED显示屏连接组成，另外加入按钮，开关，蜂鸣器等；软件编程设计用Protues软件绘制，KeilC51调试。硬件设计的主要任务是根据总体设计要求，以及在所选的机型上的基础上，确定系统扩展所用到的外围电路等，然后设计出系统电路原理图。对于电路芯片的选择原则应根据系统对它的速度、精度、价格的要求而确定。除此之外，还应考虑和系统中的传感器、放大器相匹配问题。系统的软件与硬件的设计是紧密联系在一起的，在某场合硬件

4、和软件具有一定的互换性。为了降低成本、简化硬件结构，某些功能可由软件来完成。若为了提高工作速度、精度、减少软件的工作量、提高可靠性，也可以采用硬件来完成。总之，硬件、软件两者是相辅相成的，可根据实际应用情况来合理选择。四、硬件设计1、硬件的选用（1）AT98C51单片机AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4Kbytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。AT89S51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32I/O口线，看门狗（W

5、DT），两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。芯片的特点、功能有：AT89S51有40引脚，双列直插（DIP）封装，所用引脚功能如下：1.TAL2——振荡器反相放大器的输出端2.RST——复位输入，高电平有效，在晶振工作时，在RST引脚上作用2个机器周期以上的高电平，将使单片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFTAUXR的DISRTO位（地址8EH）可打开或关闭该功能。DISRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。3.EA/VPP——片外程序存储器访问允许信号。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-

6、FFFFH），EA端必须保持低电平（接地），如果EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。4.P1口,P2口——P1，P2是一组带内部上拉电阻的8位双向I/O口。运行时通过P1口控制驱动电路的工作，将数据送到数码管，显示相应的段码，为了达到减少功耗或满足端口对最大电流的限制，应加上一限流电阻。P2.0——P2.5口控制数码管的位选，使六个数码管轮流显示数据，等于1时位选三极管导通，等于0时位选三极VCC——运行时加＋4.5V5.GND——接地6.XTAL1——振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端7.X管截止。8.无自锁开关——（S2－P3.7）开关接相应引脚P3.7

7、，当开关按下时，相应引脚为低电平0，断开时引脚为高电平1（2）LED数码管LED数码管是显示常用电子元器件，它是由发光二极管构成的，亦称半导体数码管。将条状发光二极管按照共阴极（负极）或共阳极（正极）的方法连接，组成“8”字，再把发光二极管另一电极作笔段电极，就构成了LED数码管。下面将介绍它的性能特点：（1）能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与CMOS、ITL电路兼容。（2）发光响应时间极短（