基于单片机的数字时钟设计

《单片机技术及应用》

课程设计报告

专业：

班级：

姓名：

指导教师：

二0一一年11 月14 日

摘要

近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善

本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（3个2位共阳数码管，一个发光二极管和一个蜂鸣器）和应用程序（proteus软件和KEIL编译软件），构成相应的应用系统。

关键词：单片机AT89C51 共阳数码管发光二极管蜂鸣器

proteus软件 KEIL编译软件

目录

1.课题设计目的 (4)

2.课程设计题目描述和要求 (4)

2.1 AT89C51的单片机简介 (5)

2.2 LED显示电路 (8)

2.3 键盘控制电路 (8)

3.课程设计报告内容 (9)

3.1.方案设计要求 (9)

3.2方案设计与论证 (9)

3.3整体设计框图 (10)

3.4系统设计流程图 (11)

3.5绘制数字时钟电路Protues仿真原理图 (12)

3.5.1启动ISIS 7 Professional软件 (12)

3.5.2仿真电路绘制 (12)

3.5.3电路检测 (13)

3.6软件设计 (14)

3.6.1运行keil软件编写程序并编译、连接 (14)

3.6.2将程序烧入单片机并运行 (14)

3.6.3运行程序 (15)

3.7软件与硬件调试 (15)

4.总结 (16)

5.附录 (17)

5.1数字时钟源程序 (17)

5.2实物图 (24)

5.3参考文献 (25)

基于单片机的数字时钟设计

1.课题设计目的

数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到广泛的应用。另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能，且闹钟铃声可自选，使一款电子钟具备了多媒体的色彩。单片机STC89C51在Proteus软件中实现数字时钟的定时、时间调整、闹正设置等功能。具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间。

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AT89C51芯片和3个两位一体的共阳极的数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机数字时钟。

2.课程设计题目描述和要求

单片机控制的数字钟的硬件结构与软件设计,给出了汇编语言源程序。此数字钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。显示器件选用LED七段数码管。在译码显示电路输出的驱动下，显示出清晰、直观的数字符号。针对数字钟会产生走时误差的现象，在电路中就设计有有校准时间功能的电路。使用动态数码显示的方法，运用独立式按键识别过程，按“时”，“分”，“秒”数据送出显示处理方法。

（1）具有时、分、秒计数显示功能，以24小时循环

（2）LED数码管显示时、分、秒的个位和十位

（3）可以在任意时刻校准时间

（4）能够完成时间的显示、定时闹钟、复位等功能

2.1 AT89C51的单片机简介

（一）AT89C51的介绍

AT89C51单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O接口电路等一台计算机所需要的基本功能部件，AT89C51单片机内包含下列几个部件：

（1）一个8位CPU；

（2）一个片内振荡器及时钟电路；

（3）4K字节ROM程序存储器；

（4）128字节RAM数据存储器；

（5）两个16位定时器/计数器；

（6）可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器空间的控制电路；

（7）32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）；

（8）一个可编程全双工串行口；

（9）具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构。

其内部结构框图如下图所示：

（二） AT89C51单片机的部分管脚说明：

AT89C51单片机采用40条引脚双列直插式器件，引脚除5V（ 40脚）和电源地（ 20脚）外，其功能分为时钟电路、控制信号、输入/输出三大部分，引脚图如下图：

① Vcc 40 电源端；GND 20 接地端。工作电压为5V 。

②外接晶振引脚

晶振连接的内部、外部方式图

XTAL1 19 、XTAL2 18 ：XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。

③复位RST 9