【正文】 ...........................................................................................................................11參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................................12附 錄........................................................................................................................................................13附錄一：原理圖...................................................................................................................................13附錄二：PCB 圖....................................................................................................................................14附錄三：程序代碼.............................................................................................................................15 第 1 頁(yè) 共 26 頁(yè)引言21 世紀(jì)，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代化電子產(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(lái)越快。時(shí)鐘，自它被發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友。隨著時(shí)間的推移，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著生活水平的提高,人們?cè)絹?lái)越追求人性化的事物，對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來(lái)越高，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，這些都導(dǎo)致傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不能滿足人們的需求。現(xiàn)代生活的人們?cè)絹?lái)越重視了時(shí)間觀念，可以說(shuō)是時(shí)間和金錢(qián)劃上了等號(hào)。對(duì)于那些對(duì)時(shí)間把握非常嚴(yán)格和準(zhǔn)確的人或事來(lái)說(shuō)，時(shí)間的不準(zhǔn)確會(huì)帶來(lái)非常大的麻煩，所以以 LCD1602 為顯示器的時(shí)鐘比指針式的時(shí)鐘表現(xiàn)了更大的優(yōu)勢(shì)。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)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(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)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(jiàn)的是數(shù)字時(shí)鐘。利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子時(shí)鐘具有編程靈活、精確度高等特點(diǎn)，并且便于電子時(shí)鐘的擴(kuò)充，即可用該電子鐘發(fā)出各種控制信號(hào)，同時(shí)可以用該電子時(shí)鐘發(fā)出各種控制信號(hào)。 本時(shí)鐘還具有環(huán)保、走時(shí)無(wú)噪音、低功耗等非實(shí)時(shí)時(shí)鐘不具有的功能。該實(shí)時(shí)時(shí)鐘不但可以作為家用，而且更可以在公共場(chǎng)合使用，如車站、碼頭、商場(chǎng)等場(chǎng)所。本文主要介紹用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘的方法，本設(shè)計(jì)由單片機(jī) AT89S52 芯片和 LCD1602 為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘。 第 2 頁(yè) 共 26 頁(yè)1 設(shè)計(jì)方案 數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)分析方案一：采用AT89S52作為主控單片機(jī)，顯示模塊選用LCD1602，設(shè)置部分選用按鍵電路；方案二：采用AT89S52作為主控單片機(jī)，顯示模塊選用數(shù)碼管，設(shè)置部分選用按鍵電路；方案三：可用數(shù)字電路芯片74192，74153，7447，NE555，與非門(mén)和數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘功能。三種方案相比較，方案三使用芯片過(guò)多，線路繁瑣，方案二顯示電路需要多個(gè)三極管輔助驅(qū)動(dòng)，電路復(fù)雜，相比之下，方案一LCD1602顯示電路、驅(qū)動(dòng)程序都相對(duì)簡(jiǎn)單，所以本設(shè)計(jì)選擇了方案一。 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)能實(shí)現(xiàn)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒功能時(shí)鐘，要求方案簡(jiǎn)單，易行并有一定的實(shí)用意義。2 總體系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與選擇論證 計(jì)時(shí)方案采用 AT89S52 作為主控單片機(jī)，顯示模塊選用 LCD1602，設(shè)置部分選用按鍵電路配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件成本，并且能使讀者在定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用、中斷及程序設(shè)計(jì)方面得到鍛煉和提高，對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)能有更深入的了解。AT89S52 外接 LCD1602 顯示電路、按鍵電路、晶振電路、復(fù)位電路、電源以及按鍵電路構(gòu)成設(shè)計(jì)框圖。設(shè)計(jì)框圖如圖 21 所示： 圖 21 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 按鍵電路晶振電路復(fù)位電路電源AT89S52 LCD1602 顯示電路 第 3 頁(yè) 共 26 頁(yè)圖 22 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖數(shù)字時(shí)鐘總電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，即單片機(jī)、振蕩電路、復(fù)位電路、電源供電模塊，另外供電，模塊附有 LED 指示燈，指示電源電源供電是否成功，LCD1602 顯示模塊，獨(dú)立按鍵模塊，下載接口模塊，蜂鳴器模塊。 控制芯片的選擇 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 芯片控制語(yǔ)言的選擇C 語(yǔ)言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它既具有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的 第 4 頁(yè) 共 26 頁(yè)特點(diǎn)。它由美國(guó)貝爾研究所的 于 1972 年推出，1978 年后，C 語(yǔ)言已先后被移植到大、中、小及微型機(jī)上，它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫(xiě)系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫(xiě)不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。它的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開(kāi)發(fā)上，而且各類科研都需要用到 C語(yǔ)言，適于編寫(xiě)系統(tǒng)軟件，三維、二維圖形和動(dòng)畫(huà)，具體應(yīng)用比如單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。3 系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)及原理說(shuō)明 AT89S52單片機(jī)的工作原理AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。它是利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作與定時(shí)方式，對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)形成基準(zhǔn)時(shí)間（如 10ms） ，然后再用另外一個(gè)計(jì)數(shù)器或軟件計(jì)數(shù)的形式對(duì)基準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，形成秒（如 10ms 計(jì)數(shù) 100 次） ， “秒”計(jì)數(shù) 60 次形成“分” ， “分”計(jì)數(shù) 60 次形成“時(shí)”， “時(shí)”計(jì)數(shù) 24 次形成“天” ，并清零，然后通過(guò)譯碼、顯示器把它們的內(nèi)容在顯示屏上顯示出來(lái)。在具體的設(shè)計(jì)時(shí)，定時(shí)器采用中斷方式工作，對(duì)時(shí)鐘的形成在中端程序中實(shí)現(xiàn)，主程序是對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定義初始化，調(diào)用顯示程序和控制程序的初始化，另外為了使用方便，也設(shè)計(jì)了按鍵，他可以對(duì)時(shí)分秒等進(jìn)行調(diào)整，這樣，程序就加了按鍵程序。（1）AT89S52 為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。（2）在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)作為一種較為簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)是嵌入到系統(tǒng)內(nèi)部，作為系統(tǒng)電路的一部分，作為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化的關(guān)鍵部件。AT89S52 主要功能列舉如下：①擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash②晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）③內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）為 8KB④內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為 256 字節(jié)⑤32 個(gè)可編程 I/O 口線⑥8 個(gè)中斷向量源⑦三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器⑧三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器⑨全雙工 UART 串行通道P89C5X 系列單片機(jī)有 40 個(gè)引腳。其引腳圖如圖 21 所示： 第 5 頁(yè) 共 26 頁(yè)（1）VCC：AT89S52 電源正端輸入，接+5V。（2）VSS：電源地端。（3）XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。（4）XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。 （5）RESET：AT89S52 的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51 便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開(kāi)始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。 （6）EA/Vpp：EA為英文External Access的縮寫(xiě)，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM中）來(lái)執(zhí)行程序。因此在 8031 及 8032 中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至 8751 內(nèi)部 EPROM 時(shí)，可以利用此引腳來(lái)輸入21V 的燒錄高壓（Vpp） 。（7）ALE/PROG：ALE 是英文Address Latch Enable的縮寫(xiě)，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S52 可以利用這支引腳來(lái)觸發(fā)外部的 8位鎖存器（如 74LS373） ，將端口 0 的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)?AT89S52 是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí) ALE 引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的 1/6，因此可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。此外在燒錄 圖 31 AT89S52 引腳圖8751 程序代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來(lái)使用。（8）PSEN：此為Program Store Enable的縮寫(xiě)，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng) 8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0） ，會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到 EPROM 的 OE 腳。AT89S52 可以利用 PSEN 及 RD 引腳分別啟用存在外部的 RAM 與 EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用 64K 的定址范圍。 第 6 頁(yè) 共 26 頁(yè)（9）PORT0（～）：端口 0 是一個(gè) 8 位寬的開(kāi)路汲極（Open Drain）雙向輸出入