单片机原理课程设计

河北科技师范学院

单片机原理及应用课程

设计

51单片机电子时钟

学院名称：机电工程学院

专业名称：电气工程及其自动化

学生姓名：

学生学号：

****：***

2015年03月11日

1 前言

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，使用方便等功能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控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电等各个领域，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。随着集成电路和计算机技术的迅速发展，使电子仪器的整体水平发生巨大变化，传统的仪器逐步的被智能仪器所取代。智能仪器的核心部件是单片机，因其极高的性价得到广泛的应用与发展，从而加快了智能仪器的发展。而传感器作为测控系统中对象信息的入口，越来越受到人们的关注。传感器好比人体“五官”的工程模拟物，它是一种能将特定的被测量信息（物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置本次课设中的半桥电子秤就是在以上仪器的基础上设计而成的。因此，只有充分了解有关智能仪器、单片机、传感器以及各部分之间的关系才能达到要求。

单片机又称单片微控制器它不是完成某一个逻辑功能的

芯片而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的

全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都

可以看到它的身影，它主要是作为控制部分的核心部件。

而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种，通过本次课程设计进一步对单片机学应用，从而更熟悉单片机的原理和相关设计并提高了开发软硬件的能力。本设计主要在nKDE51单片机实验教学系统上，利用PCF8563日历时钟IC设计一个数字式电子钟，在1602 LCD显示器上显示日期和时间，通过键盘实现日期和时间的设置和校准。

2 基本思路

电子时钟主要由显示模块，校时模块和时钟运算模块三大部分组成其中校时模块和时钟运算模块要对年，月，日，时，分，秒的数量进行操纵，并且当秒计59时，要自己清零即显示秒的模块都为零并向分进一，分计到59时，自己也要零并向时进1，时计到24时，时就要清零又从秒开始计时；像上述一样，循环时到365次时向年进一，如此便实现了电子时钟对年，月，日，时，分，秒的数值操纵。通过芯片产生的年月日及日期再通过1602液晶显示器显示出来，同时添加了整点报时功能：每当数字钟计时到整点时发出声响，并且响5秒（程序中自己设置的），另外还自行添加了上下课打铃和闹钟设定功能，可以通过外部按键改变设定值。

3 系统的软件设计框图

3.1系统图

3.2软件设计流程图

本设计的软件程序包括主程序、延时程序、1602字符点阵液晶显示器的显示模块、实时钟PCF8563芯片的初始化及读写程序、欢迎界面显示子程序、清屏子程序、定时打铃子程序、时钟显示子程序、查询时间表切换程序、按键子程序和延时子程序等等。另外，还设计了上下课时间打铃子程序、闹钟子程序和防抖动程序。其中在主函数中首先初始化时钟芯片和1602字符点阵液晶显示屏，然后滚动显示欢迎界面“z o n g l a o s h i N i c e t o m e e t y o u ”,延时一段时间后清屏，再显示本人姓名“yang jia jia ”,再延时一段时间后清屏，显示本人学号，最后用while 循环显示主页面，主页面共有两个，一个是闹钟时

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4 相关软件和设备简介 AT89C51是一种带4K 字节FLASH 储存器的低电压、高性能CMOS

8位微处理，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贮器可以反复擦除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的方案。 4.1主要特性

与MCS-51兼容 4K 字节可编程FLASH 储存器 寿命：1000/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0Hz-24Hz 三级程序储存器锁定

128×8位内部RAM 32可编程I/0线

两个16位定时器/计数器 5个中断源

可编程串行通道低功耗的闲着和掉电模式

片内振荡器和时钟电路

4.2特性讲述

AT89C51提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，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。同时，AT89C51

可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位

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/地址的低八位。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外部必须拉上电阻。

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