单片机设计说明书概要

福建工程学院

设计内容：基于51单片机的电子时钟设计

院系：计算机科学与信息学院

专业：计算机科学与技术类

班级：嵌入式1105班

学号：3110307618

姓名：林强

指导老师：蔡文培

完成日期：2014-06-03

摘要

随时代的发展，生活节奏的加快，人们的时间观念愈来愈强；随自动化、智能化技术的发展，机电产品的智能度愈来愈高，用到时间提示、定时控制的地方变得更加广泛，因此，设计开发数字时钟具有良好的应用前景。

由于单片机成本价格低、高性能，在自动控制产品得到了广泛的应用。本设计利用Ateml公司的AT89C51单片机对电子时钟进行开发，设计了实现所有功能的硬件电路，使用Keil C来进行代码编写和调试,通过Keil C与Proteus进行联合调试来测试最终结果。

在介绍本单片机的发展情况基础上，说明了本设计实现的功能，以及Proteus仿真实验板上的硬件情况，并对各功能进行了分析。主要工作放在软件的编程上面，用Proteus仿真环境可以实现时间、日期、定时以及它们的设定功能，详细对软件编程以及调试进行了说明，并对计时误差进行了分析及校正。整个实验效果良好，可以投入使用。

关键词：单片机AT89C51 电子时钟C语言

目录

第一章设计任务分析

1.1课题背景

单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。

单片机有两种基本结构：一种是在通用微型计算机中广泛采用的，程序存储器和数据存储器共用一个存储器空间的结构，称为“冯·诺依曼”（V on Neumann）结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为“哈佛”（Harvard）结构，目前的单片机采用此种结构为多。

本文讨论的单片机多功能时钟系统的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机，配置了外围设备，构成了一个可编程的计时定时系统，具有体积小，可靠性高，功能多等特点。不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供扩展，有着广泛的应用领域。

1.2课题意义

在日常生活和工作中，我们常常用到定时控制，如扩印过程中的曝光定时等。早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的，其定时准确性和重复精度都不是很理想，现在基本上都是基于数字技术的新一代产品，随着单片机性价比的不断提高，新一代产品的应用也越来越广泛。大则可以构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能；小则可以用于家电控制，甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大、体积小、质量轻、灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构成各种各样、功能各异的微电子产品。

随着电子技术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使用起来很不方便。这些具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动，扩大了数字化的范围，为家庭数字化提供了可能。

根据这种实际情况，设计了一个单片机多功能时钟系统，它有基本的时间功能，还有定时功能，既可作为闹铃，也可扩展为定时对家电等电气产品的自动控制，可以避免多种控制器的混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制；可增加温度传感器，进行实时温度显示，进一步扩展为利用不同的温度某些电气产品进行自动控制；也可增加湿度传感器，进行实时湿度显示，以便对湿度进行控制，方便人们的生活。

1.3本章小结

本章主要介绍了课题背景、设计任务和课题意义，对单片机的优点及结构作了简要叙述，也对本系统的应用及概况进行了说明。

第二章系统功能及操作

2.1 系统功能的确定

本系统有显示时间、日期和设定闹铃功能，并且可以对时间、日期进行设定。闹铃提示使用屏显提示方式。

2.2 系统操作设置

本系统的按键是4x4键盘，可以输入0~9 ，设置闹铃、取消、确定、设置时间、设置日期。具体按键码如下：

0x11 →数字’1’

0x12 →数字’2’

0x14 →数字’3’

0x18 →设置闹铃

0x21 →数字’4’

0x22 →数字’5’

0x24 →数字’6’

0x28 →设置时间

0x41 →数字’7’

0x42 →数字’8’

0x44 →数字’9’

0x48 →日期设置

0x81 →取消

0x82 →数字’0’

0x84 →设置闹铃标志

0x88 →确定

2.3 本章小结

本章主要对本系统的基本功能和操作进行了详细说明。

第三章 系统硬件设计

3.1仿真电路板的原理图

3.2功能电路分析

3.2.1时钟电路

仿真电路的时钟振荡源电路如图所示。其中 为12MHz 的晶振，改变两电容CB 的值即可对此晶振频率进行调节。该电路提供单片机工作所需的振荡频率，计算定时器初值即需此晶振频率，在通信时也需知道晶振频率，以对波特率进行计算。

时钟电路 复位电路

LCD 电路 键盘电路

3.2.2 复合复位电路

如图所示为实验板的复合复位电路，当RESET 信号为低电平时，仿真电路为工作状态，当RESET信号为高电平时，仿真电路为复位。这是上电复位和按钮复位的结合体。

3.2.3 LCD显示电路

如图所示，本电路中使用的是LCD1602 ，D0~D7双向数据端接51单片机的P0口，RS，RW，E分别接P2.0~P2.2，由于P0口没有上拉电阻所以要连接一个9针排阻，起到加大驱动电流，提高稳定性的作用。

3.2.4 键盘电路

如图键盘是4x4 的16键的行列式键盘，行接P1口高4位，列接P1口的低4位。

3.3本章小结

本章主要对芯片作了介绍，对其内存单元作了详细说明，并对系统硬件的结构框图和各功能电路作了说明，以及这些电路在本设计中的用途。