畢業(yè)設(shè)計（論文）-基于AT89S51單片機(jī)的數(shù)字電子鐘的設(shè)計

內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE24目錄:1緒論 11.1數(shù)字電子鐘的背景 11.2數(shù)字電子鐘的意義 11.3數(shù)字電子鐘的應(yīng)用 22整體設(shè)計方案 32.1單片機(jī) 32.2單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 43數(shù)字鐘的硬件設(shè)計 63.1最小系統(tǒng)設(shè)計 63.1.1電源 63.1.2外接晶體引腳 73.1.3復(fù)位 73.1.4輸入輸出引腳 83.2LED顯示電路 93.3鍵盤控制電路 114數(shù)字鐘的軟件設(shè)計 134.1數(shù)字鐘的工作原理 134.2系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖 144.3程序設(shè)計步驟 174.4程序編寫 185結(jié)束語 19參考文獻(xiàn) 20附錄1數(shù)字電子鐘電路原理圖 21附錄2PCB原理圖 22附錄3元件清單 23附錄4源程序 25致謝 29

摘要本設(shè)計介紹了電子鐘的工作原理、AT89S51單片機(jī)的性能和特點、并概述了用單片機(jī)實現(xiàn)電子鐘的硬件框圖及軟件實現(xiàn)方法。設(shè)計以AT89S51芯片為核心，輔以必要的外圍電路，設(shè)計了一個簡易的電子鐘。它由交流電源供電，用八個七段LED數(shù)碼管動態(tài)掃描來顯示，三個按鍵實現(xiàn)時間的調(diào)整，軟件方面采用C語言編程來實現(xiàn)。通過軟硬件結(jié)合達(dá)到最終目的。該電子鐘具有硬件成本低、計時準(zhǔn)確、調(diào)整時間容易等特點。關(guān)鍵詞：電子鐘；單片機(jī)；動態(tài)掃描；Ｃ語言

AbstractThisdesignisintroducedtheworkingprinciple,electricclockAT89S51performanceandcharacteristics,andsummarizestheelectricclockwithmicrocontrollerhardwarediagramandsoftwarerealizationmethod.DesignwithAT89S51chipasthecore,withthenecessaryperip-heralcircuit,designasimpleelectricclock.Itconsistsofcommunicationpowersupply,sevensegmentwitheightLEDdigitaldisplaydynamicscanningtube,threebuttonstorealizethead-justment,timeusingClanguageprogrammingsoftwaretorealize.Throughthesoftwareandhardwarecombinedwithreachtheultimategoal.Theelectricclockhasthehardwarecostlow,timingaccurate,adjusttimeeasilyetc.Characteristics.Keywords:electricclock;SCM;Dynamicscanning;Clanguage1緒論1.1數(shù)字電子鐘的背景20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時候，這種遺忘無傷大雅。但是，一旦有重要事情，一時的耽誤可能釀成大禍。目前，單片機(jī)正進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。單片機(jī)模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機(jī)械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。1.2數(shù)字電子鐘的意義數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時、分、秒數(shù)字顯示的計時裝置，廣泛用于個人、家庭、車站、碼頭、辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?，由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴(kuò)展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。1.3數(shù)字電子鐘的應(yīng)用數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵罚瑥V泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點，它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領(lǐng)域。

2整體設(shè)計方案2.1單片機(jī)AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S51具有如下特點：40個引腳，4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲器，128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。此外，AT89S51設(shè)計和配置了振蕩器可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。

主要功能特性為：兼容MCS-51指令系統(tǒng)，4k可反復(fù)擦寫（>1000次）ISPFlashROM；32個雙向I/O口；4.5-5.5V工作電壓；2個16位可編程定時/計數(shù)器；時鐘頻率0-33MHz；全雙工UART串行中斷口線；128x8bit內(nèi)部RAM；2個外部中斷源；低功耗空閑和省電模式；中斷喚醒省電模式；看門狗（WDT）電路；靈活的ISP字節(jié)和分頁編程；雙數(shù)據(jù)寄存器指針。AT89S51單片機(jī)與其他品牌單片機(jī)相比有著性價比高，性能穩(wěn)定的特點。（1）51單片機(jī)的優(yōu)點如果是作低成本的智能產(chǎn)品，51構(gòu)架單片機(jī)的成本優(yōu)勢，還是令人滿意的。比如一片AT89S51和AT89S52單片機(jī)的批量價格大概是5元左右，STC89C52單片機(jī)的批量價格大概是6元多，這樣的芯片價格是很低的。一片簡單的74系列通用數(shù)字邏輯芯片還要1元左右，而一片51單片機(jī)內(nèi)部集成有成千上萬個晶體管開關(guān)電路。51構(gòu)架已經(jīng)誕生很多年了，到目前依然有著強(qiáng)大的生命力和實用性，從1976年51構(gòu)架成功面市，多少年過去了，從90年代初全新閃存結(jié)構(gòu)的AT89C51要90元一片，到現(xiàn)在AT89S51只要5元多一片，51依然大量的使用著。使用51單片機(jī)能夠有效的控制智能產(chǎn)品整機(jī)的成本，51系列還是有著無法替代的重要地位。（2）AT89S51與AT89C51的比較AT89S51相對于AT89C51新增加了很多功能，性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比89C51更低；而且89S51具有ISP在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機(jī)存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境上拔除，可以在線燒寫。AT89S51的最高工作頻率為33MHz，89C51的極限工作頻率是24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。AT89S51還具有雙UART串行通道、雙數(shù)據(jù)指示器、電源關(guān)閉標(biāo)識。AT89S51內(nèi)部集成看門狗計時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。具有全新的加密算法，這使得對于89S51的解密變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。在兼容性方面，AT89S51向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等產(chǎn)品。也就是說不論教科書上采用的單片機(jī)是8051還是89C51還是MCS-51等等。在89S51上一樣可以照常運行，這就是所謂的向下兼容。AT89S51與AT89C51就如同INTEL的P3向P4升級一樣，雖然都可以跑Windows98，不過速度是不同的。總之，無論是比其他品牌同類產(chǎn)品相比，還是與同品牌產(chǎn)品相比都顯示出了AT89S51優(yōu)良的性能，更高的性價比。所以AT89S51芯片成為了本系統(tǒng)的首選。2.2單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)AT89S51單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)主要包括了以下主要部件：（1）控制器控制器是單片機(jī)的指揮控制部件，控制器的主要任務(wù)是識別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動而協(xié)調(diào)地工作。單片機(jī)執(zhí)行指令是在控制器的控制下進(jìn)行的。首先從程序存儲器中讀出指令，送指令寄存器保存，然后送至指令譯碼器進(jìn)行譯碼，譯碼結(jié)果送定時控制邏輯電路，由定時控制邏輯產(chǎn)生各種定時信號和控制信號，再送到單片機(jī)的各個部件去進(jìn)行相應(yīng)的操作。這就是執(zhí)行一條指令的全過程，執(zhí)行程序就是不斷重復(fù)這一過程?？刂破髦饕ǔ绦蛴嫈?shù)器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及時序控制邏輯電路。（2）存儲器AT89S51單片機(jī)存儲器采用的是程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間截然分開，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器各有自己的尋址方式，尋址空間和控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)對于單片機(jī)面向控制的實際應(yīng)用極為方便、有利。8051/8751單片機(jī)中，不僅在片內(nèi)集成了一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及眾多的特殊功能寄存器，而且還具有極強(qiáng)的外存儲器的擴(kuò)展能力，尋址能力分別可達(dá)64KB，尋址和操作簡單方便。（3）并行I/O口MCS-51單片機(jī)共有4個雙向的8位并行I/O端口（Port），分別記作P0-P3，共有32根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器所組成。實際上P0-P3已被歸入特殊功能寄存器之列。這四個口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。由于它們在結(jié)構(gòu)上有一些差異，故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。（4）時鐘電路與時序時鐘電路用于產(chǎn)生MCS-51單片機(jī)工作時所必需的時鐘信號。MCS-51單片機(jī)本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為保證同步工作方式的實現(xiàn)，MCS-51單片機(jī)應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下，嚴(yán)格地按時序執(zhí)行進(jìn)行工作，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各個信號的關(guān)系[1]。

3數(shù)字鐘的硬件設(shè)計3.1最小系統(tǒng)設(shè)計單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、組成，下面介紹一下每一個組成部分[2]。圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖3.1.1電源電源引腳：Vcc與40腳相連，即電源端；GND與20腳相連，即接地端；工作電壓為5V，另有AT89S51工作電壓是2.7-6V。3.1.2外接晶體引腳XTAL1與單片機(jī)19腳相連，XTAL2與單片機(jī)18腳相連。圖3-2晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22μF。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。3.1.3復(fù)位在振蕩器運行時，有兩個機(jī)器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM的00H處開始運行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。當(dāng)時鐘頻率選用6MHz時，C取22μF，Rs約為200Ω，Rk約為1K。復(fù)位操作不會對內(nèi)部RAM有所影響[3]。常用的復(fù)位電路如下圖所示：圖3-3常用復(fù)位電路圖3.1.4輸入輸出引腳（1）P0端口[P0.0-P0.7]P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1（對端口寫1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅(qū)動8個TTL。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收指令字節(jié)；校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時，P0口是分時轉(zhuǎn)換的地址（低8位）/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。（2）P1端口[P1.0-P1.7]P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收低8位地址信息。（3）P2端口[P2.0－P2.7]P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收高8位地址和控制信息。在訪問外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址。而在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。（4）P3端口[P3.0－P3.7]P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用[4]。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接控制信息。除此之外P3端口還用于一些專門功能，具體請看下表。表3-1P3端口引腳兼用功能表P3引腳兼用功能P3.0串行通訊輸入（RXD）P3.1串行通訊輸出（TXD）P3.2外部中斷0（INT0）P3.3外部中斷1（INT1）P3.4定時器0輸入（T0）P3.5定時器1輸入（T1）P3.6外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通WRP3.7外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通RD3.2LED顯示電路顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。LED顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，如3-4圖所示。圖3-4LED顯示器的符號圖發(fā)光二極管（LED）由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式LED顯示器件（半導(dǎo)體顯示器）。分段式顯示器（LED數(shù)碼管）由7條線段圍成8字型，每一段包含一個發(fā)光二極管。外加正向電壓時二極管導(dǎo)通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。LED數(shù)碼管有共陽、共陰之分。圖是共陽式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和符號[5]。圖3-5共陽式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖顯示電路顯示模塊需要實時顯示當(dāng)前的時間，即時、分、秒，因此需要6個數(shù)碼管，另需兩個數(shù)碼管來顯示橫。采用動態(tài)顯示方式顯示時間，硬件連接如下圖所示，時的十位和個位分別顯示在第一個和第二個數(shù)碼管，分的十位和個位分別顯示在第四個和第五個數(shù)碼管，秒的十位和個位分別顯示在第七個和第八個數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。LED顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動方式可分成靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。對于多位LED顯示器，通常都是采用動態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示。數(shù)碼管使用條件：（1）段及小數(shù)點上加限流電阻。（2）使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定；小數(shù)點：根據(jù)發(fā)光顏色決定。（3）使用電流：靜態(tài)：總電流80mA（每段10mA）；動態(tài)：平均電流4~5mA峰值電流100mA。 數(shù)碼管使用注意事項說明：（1）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引腳；（2）焊接溫度：260度；焊接時間：5s；（3）表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品，可以在使用前撕下來。3.3鍵盤控制電路該設(shè)計需要校對時間，所以用三個按鍵來實現(xiàn)。按來調(diào)節(jié)小時的時間，按來調(diào)節(jié)分針的時間，按來調(diào)節(jié)秒的時間。下圖是按鍵硬件連接圖。圖3-6按鍵控制電路的硬件連接圖當(dāng)用手按下一個鍵時，如圖3-7所示，往往按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個鍵時，也回會出現(xiàn)類似的情況。這就是抖動。抖動的持續(xù)時間隨鍵盤材料和操作員而異，不過通常總是不大于10ms。很容易想到，抖動問題不解決就會引起對閉合鍵的識別。用軟件方法可以很容易地解決抖動問題，這就是通過延遲10ms來等待抖動消失，這之后，在讀入鍵盤碼[6]。圖3-7按鍵抖動信號波形

4數(shù)字鐘的軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計。單片機(jī)軟件的設(shè)計主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實質(zhì)性功能）的設(shè)計和監(jiān)控軟件的設(shè)計。單片機(jī)的軟件設(shè)計通常要考慮以下幾個方面的問題：（1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個相對獨立的部分，設(shè)計出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡潔和流程合理；（2）培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計、實行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改；（3）建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)；（4）繪制程序流程圖；（5）合理分配系統(tǒng)資源；（6）為程序加入注釋，提高可讀性，實施軟件工程；（7）注意軟件的抗干擾設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性。4.1數(shù)字鐘的工作原理數(shù)字鐘工作原理為：數(shù)字電子鐘是一個將“時”、“分”、“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，另外還有校時功能。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由顯示器“時”、“分”、“秒”和單片機(jī)，還有校時電路組成。8個數(shù)碼管的段選接到單片機(jī)的P0口，位選接到單片機(jī)的P2口。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動態(tài)顯示的工作原理工作，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒單元”。采用60進(jìn)制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分單元”的時鐘脈沖?！胺謫卧币膊捎?0進(jìn)制計數(shù)器，每累計60分鐘，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時單元”?！皶r單元”采用24進(jìn)制計時器，可實現(xiàn)對一天24小時的累計。顯示電路將“時”、“分”、“秒”通過七段顯示器顯示出來。校時電路時用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對調(diào)整，按一下，秒單元就加1，按一下，分就加1，按一下，時就加1[7]。4.2系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖這次的數(shù)字電子鐘設(shè)計用到很多子程序，它們的流程圖4-1所示。主程序是先開始，然后啟動定時器，定時器啟動后在進(jìn)行按鍵檢測，檢測完后，就可以顯示時間。啟動定時器啟動定時器按鍵檢測時間顯示開始圖4-1主程序流程圖按鍵處理是先檢測秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加1；如果沒有按下，就檢測分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加1；如果沒有按下，就檢測時按鍵是否按下，時按鍵如果按下，時就加1；如果沒有按下，就把時間顯示出來[8]。開始開始秒按鍵按下秒加1結(jié)束時按鍵按下分按鍵按下時加1時間顯示分加1是是是否否否圖4-2按鍵處理流程圖定時器中斷時是先檢測1秒是否到，1秒如果到，秒單元就加1；如果沒到，就檢測1分鐘是否到，1分鐘如果到，分單元就加1；如果沒到，就檢測1小時是否到，1小時如果到，時單元就加1，如果沒到，就顯示時間。開始開始秒單元加11秒時間到60分鐘到60秒時間到24小時到秒單元清零，分單元加1時間顯示分單元清零，時單元加1時單元清零中斷返回是否是否是是否否圖4-3定時器中斷流程圖時間顯示是先秒個位計算顯示，然后是秒十位計算顯示，再是分個位計算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時個位計算顯示，最后是時十位計算顯示。開始開始秒個位計算顯示結(jié)束時十位計算顯示秒十位計算顯示分個位計算顯示分時位計算顯示時個位計算顯示圖4-4時間顯示流程圖4.3程序設(shè)計步驟在程序設(shè)計過程中，我遇到了很多困難，這部分也是讓我學(xué)到很多東西的地方。首先，我學(xué)習(xí)了定時器的相關(guān)知識，計數(shù)器的使用是很重要的組成部分，在這個設(shè)計中選擇計數(shù)器T0。T0的工作方式有：方式0：13位定時器/計數(shù)器，不推薦；方式1：16位定時器/計數(shù)器，常用；方式2：常數(shù)自動重裝初值的8位定時/計數(shù)器；方式3：T0相當(dāng)于兩個獨立的8位定時/計數(shù)器。此程序采用方式1，方式1的定時時間t為。其中X為定時器初值，fosc為12MHz，若X為0則ms。因此可取50ms為計時單位，初值X應(yīng)為。X=15536=11110010110000=3CB0。即定時器初值為TH0=03CH，TL0=0B0H。定時器中斷20次為一秒，這部分在中斷程序中用到[9]。其次，我參看了文獻(xiàn)中的設(shè)計思路，再進(jìn)行具體的程序書寫工作。認(rèn)真學(xué)習(xí)了教科書中關(guān)于C語言編程的問題，熟悉了C語言的編程方法和語法習(xí)慣。第三步就是進(jìn)行具體的程序編寫工作。4.4程序編寫本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要可分為主程序、定時計數(shù)中斷程序、時間調(diào)整程序、延時程序四大模塊，具體程序見附錄三。

5結(jié)束語我在這一次單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計過程中，很是受益匪淺。通過對自己在大學(xué)四年時間里所學(xué)的知識的回顧，并充分發(fā)揮對所學(xué)知識的理解和對畢業(yè)設(shè)計的思考及書面表達(dá)能力，最終完成了。這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識的學(xué)習(xí)過程，它使我運用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識，對其進(jìn)行設(shè)計，分析和解決一個理論問題或?qū)嶋H問題，把知識轉(zhuǎn)化為能力的實際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。通過這次課程設(shè)計我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了；才能夠?qū)⒄n本知識與實踐相整合，理論知識服務(wù)于教學(xué)實踐，以增強(qiáng)自己的動手能力。這個實驗十分有意義我獲得很深刻的經(jīng)驗。通過這次課程設(shè)計，我們知道了理論和實際的距離，也知道了理論和實際想結(jié)合的重要性，，也從中得知了很多書本上無法得知的知識。我們的學(xué)習(xí)不但要立足于書本，以解決理論和實際教學(xué)中的實際問題為目的，還要以實踐相結(jié)合，理論問題即實踐課題，解決問題即課程研究，學(xué)生自己就是一個專家，通過自己的手來解決問題比用腦子解決問題更加深刻。學(xué)習(xí)就應(yīng)該采取理論與實踐結(jié)合的方式，理論的問題，也就是實踐性的課題。這種做法既有助于完成理論知識的鞏固，又有助于帶動實踐，解決實際問題，加強(qiáng)我們的動手能力和解決問題的能力。

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附錄1數(shù)字電子鐘電路原理圖

附錄2PCB原理圖附錄3元件清單PartTypeDesignatorFootprint1kR16AXIAL0.41kR17AXIAL0.41kR18AXIAL0.41kR15AXIAL0.41kR12AXIAL0.41kR13AXIAL0.41kR14AXIAL0.41kR1AXIAL0.41kR19AXIAL0.42kR3AXIAL0.410kR8AXIAL0.410kR6AXIAL0.410kR7AXIAL0.410kR11AXIAL0.410kR10AXIAL0.410kR9AXIAL0.410kR4AXIAL0.410kR5AXIAL0.410uCRB.2/.412.000MHZYAX130pC2RAD0.230pC1RAD0.2330R25AXIAL0.4330R24AXIAL0.4330R27AXIAL0.4330R26AXIAL0.4330R21AXIAL0.4330R20AXIAL0.4330R23AXIAL0.4330R22AXIAL0.4470R2AXIAL0.4AT89S51JP46DIP40CON2J1SIP2LED4X8U2LEDDDDLED4X8U1LEDDDDPNPQ2PNP123PNPQ1PNP123PNPQ4PNP123

續(xù)表PartTypeDesignatorFootprintPNPQ3PNP123PNPQ7PNP123PNPQ8PNP123PNPQ5PNP123PNPQ6PNP123SW-PBS3SW-PB1SW-PBS4SW-PB1SW-PBS1SW-PB1SW-PBS2SW-PB11kR16AXIAL0.4PAGE30附錄4源程序主程序#include<reg52.h>sbitksec=P3^0;sbitkmin=P3^1;sbitkhour=P3^2;unsignedcharsecshi=0,secge=0,minshi=0,minge=0,hourshi=0,hourge=0;unsignedintnum=0,sec=0,min=0,hour=0;unsignedcharcodetable[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};voiddelay(unsignedint);voidtime0();voiddisplay();voidkeyscan();main(){TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1){keyscan();display();}}voiddelay(unsignedintz){unsignedintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}定時器中斷子程序voidtime0()interrupt1{num++;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;}LED顯示程序voiddisplay(){if(num==20){num=0;sec++;if(sec==60){sec=0;min++;if(min==60){min=0;hour++;if(hour==24){hour=0;