【正文】 ...................................................................................................................................................... 13 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................................ 14 附錄 1：多功能電子時鐘原理圖 ....................................................................................................... 15 附錄 2： C 語言源程序 ............................................................................................................................... 16四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計報告 1 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，一旦重要事情，一時的耽誤可能釀成大禍。 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進(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。下面是單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢。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，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。 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?,由于數(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。 數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕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。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計報告 2 多功能電子時鐘的功能的電路具有實現(xiàn)顯示時、分、秒，以（ 24 小時）計時方式的功能；具有快速校準(zhǔn)時、分、秒的其本功能；秒表 /時鐘功能的轉(zhuǎn)換；具有整點報時的功能；還可以實現(xiàn)對時間的調(diào)整。由單片機(jī)、復(fù)位、時鐘電路、晶振、 LED 數(shù)碼管、按鍵、蜂鳴器組成。 圖 1 時鐘電路框圖 復(fù)位 電路 單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。 單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個高電平并維持 2 個機(jī)器周期 (24 個振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng) 復(fù)位。 單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位 。本課程設(shè)計采用手動按鍵復(fù)位。 手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平（圖 (3)）。一般采用的辦法是在 RST 端和正電源 Vcc 之間接一個按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時，則 Vcc 的 +5V 電平就會直接加到 RST 端。手動按鈕復(fù)位的電路如 圖 所示。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以 ，完全能夠滿足復(fù)位的時間要求。 復(fù)位電路 時鐘電路 電源電路 AT89C51 LED 數(shù)碼管顯示電路 按鍵輸入電路 蜂鳴器電路 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計報告 3 圖 2 復(fù)位電路 晶振電路 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振 Y1 也可以采用 6MHz 或者 ，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振， 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。 單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時鐘 頻率越高，那么單片機(jī)運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時鐘頻率。 單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。 圖 3 晶振電路 LED 顯示電路 LED 顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點是每四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計報告 4 個數(shù)碼管的段選必須接一個 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點是占用 CPU 時間少，顯示便于監(jiān)測和控制。缺點是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。動態(tài)顯示的特點是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。所謂動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用 發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示。動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 一個八段數(shù)碼管 稱為一位，多個數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多位數(shù)碼管，它們的段選線 連在一起，而各自的公共端稱為位選線。顯示時，都從段選線送入字符編碼，而選中哪個位選線，那個數(shù)碼管便會被點亮。 圖 4 LED顯示電路 按鍵輸入電路 獨立式按鍵采用每個按鍵單獨占有一個 I/O口的結(jié)構(gòu)，這是最簡單的鍵盤輸入設(shè)計。當(dāng)按下和釋放按鍵 時 ，輸入到 I/O 口端的電平是不一樣的，單片機(jī)程序根據(jù)不同端口的電平變化判斷是否有鍵按下以及是哪一個鍵被按下。