基于单片机的数字钟的设计毕业论文

基于单片机的数字钟的设计毕业论文

永城职业学院

毕业论文

论文题目：基于单片机的数字钟的设计

专业：机电一体化

班级：机电134

学号：2013124025

学生姓名：孙洋洋

指导教师：李梦瑶

2015年10月 16 日

目录

1、设计总体方案 (3)

1.1电子钟的工作原理 (3)

2、主要器件介绍及功能实现 (4)

2.1 AT89C52单片机 (4)

2.2 1602LCD液晶显示 (7)

2.3 计时功能的实现 (9)

2.3.1定时方法 (9)

2.3.2 定时/计数器的定时和计数功能 (10)

3、硬件电路 (10)

3.1上电复位电路 (10)

3.2时钟系统 (11)

3.3按键电路 (11)

3.4电子时钟原理图 (12)

3.5 硬件调试 (12)

4、软件设计 (13)

4.1 程序流程图 (13)

4.1.1编辑软件（Keil uVision2） (14)

4.2生成代码文件 (14)

4.3 软件调试 (15)

4.3.1程序的仿真Proteue ISIS软件： (15)

4.3.2 具体步骤： (16)

5.结论 (17)

6.参考文献 (18)

摘要

该文主要论述如何使用89S51型号的单片机来设计一个数字电子时钟。

该设计是利用单片机原理，以AT89S51芯片为主要控制器。通过用Keil C51软件编程仿真,再通过protues软件进行硬件仿真，设计制作一个多功能数字电子时钟的硬件电路。其中通过单片机扩展的1602LCD显示器用来显示秒、分、时计数单元中的值。整个设计过程包括两大部分:软件部分和硬件部分。以单片机AT89S51芯片为核心,加上一定的外围电路、1602LCD显示器和键盘控制器组成。

该电子时钟系统主要由时钟模块、液晶显示模块以及键盘控制模块。液晶显示模块能够准确显示时间（显示格式为时：分：秒（24小时制）），键盘控制模块可方便进行时间调整，时钟模块主要控制时间的显示由二十四进制电路与六十进制电路组成。电路的设计以硬件和软件为指导思想，通过软件编程来实现模拟电路的设计。

用单片机AT89S51为主要功能模块，采用1602LCD输出显示时间，用按钮做开关，软件计时、调试，辅助必要的电路，实现高效、准确的数字电子时钟系统。该数字电子时钟具有电路简单明了，系统稳定性高等优势，，成本低，维护方便、调试简便、具有广泛的市场前景。

关键词：单片机、AT89S5芯片、1602LCD、动态扫描

1、设计总体方案

1.1电子钟的工作原理

有振荡器产生稳定的分频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，然后经过分频器输出标准秒脉冲。秒计数器满60向分计数器进位，分计数器满60向小时计数器进位，小时计数器按照0-23的显示规律计数。计数器的输出分别由译码器送显示器显示。计时出现误差时，可以通过校准电路校时、校分。

图1为设计总体框图。该设计采用AT89C51单片机作为控制器，液晶显示时间，用按钮做开关。按键输入修改值，再加上软件设计，达到实验结果。按键功能：K1键：用于选择调节对象；

K2键：增加当前小时或分钟；

K3键：减小当前小时或分钟；

K4键确定调节值。

图1系统总

2、主要器件介绍及功能实现

2.1 AT89C52单片机

MCS-51系列单片机是Intel公司1980年推出的高性能8位单片微型计算机，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。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，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机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。主要特性：

（1）与MCS-51 兼容

（2）4K字节可编程闪烁存储器

（3）寿命：1000写/擦循环

（4）数据保留时间：10年

（5）全静态工作：0Hz-24MHz

（6）三级程序存储器锁定

（7）128×8位内部RAM

（8）32可编程I/O线

（9）两个16位定时器/计数器

图2-1 AT89C51芯片（10）5个中断源

（11）可编程串行通道

（12）低功耗的闲置和掉电模式

（13）片内振荡器和时钟电路

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P0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

P3.0 RXD（串行输入口）