【正文】 基于單片機的電子時鐘 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 學生姓名 班級 指導教師 學號 1 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目 基于單片機的電子時鐘 選題的意義 數(shù)字鐘是對時、分、秒、年、月、日數(shù)字顯示及到時提醒的一個裝置由于數(shù)字集體電路的發(fā)展及石英晶體振蕩的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的顯示遠遠超過老式鐘中標的數(shù)字化給人們帶來極大的方便。最常見的數(shù)字鐘是單片機模塊控制，與機械型時鐘相比具有更高的準確性、直觀性。具有更長的使用壽命。所以 本文 采用基于單片機來設(shè)計和制作一個數(shù)字電子鐘。 通過本論文課題的研究，預計達到 : 本設(shè)計 由單片機 AT89S52 芯片和 LED 數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個單片機電子時鐘。與傳統(tǒng)機械表相比，它具有走時精確 ,顯示直觀等特點。它的計時周期為 24 小時，顯滿刻度為 “23 時 59 分 59 秒 ”，另外具有校時功能等特點。該電子鐘可以做到的功能 ： 上電或按鍵復位后能自動顯示系統(tǒng)默認時間 “120000”進入時鐘運行狀態(tài)。 具體安排進度 ： 2021 年 3 月 1 日 —3 月 30 日 ： 查閱資料，搜集所需信息； 根據(jù) 數(shù)字電子鐘 課題任務(wù)制定合理、可行的工作計劃； 2021 年 4 月 1 日 —4 月 30 日 ： 根據(jù)所制定的任務(wù)書 繪制 原理圖 編寫程 序 ； 2021 年 5 月 1 日 — 5 月 31 日 ： 編寫畢業(yè)設(shè)計論文，裝訂成冊，進行畢業(yè)答辯 。 2 指導教師評語 選題合理，具有一定的實用價值，符合專業(yè)培養(yǎng)目標，前期準備工作較為充分，設(shè)計方案切實可行。同意開題。 指導教師簽名： 2021 年 3 月 20 日 摘 要 近年來隨著計算機在社會領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點，因 此特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應(yīng)用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個領(lǐng)域，單片機往往是作為一個核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。 本文介紹了基于單片機的數(shù)字鐘的設(shè)計，詳細討論了它從軟件上實現(xiàn)的過程，重點在時鐘調(diào)整的方式：查詢和中斷的比較，然后，對數(shù)字鐘的穩(wěn)定性和精確性作了相關(guān)的討論。在文章的最后，給出了采用中斷方式實現(xiàn)的數(shù)字鐘的源程序。 關(guān)鍵字： 單片機，數(shù)字鐘，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，中斷 Abstract In recent years， with puters in the in filtration and the development of largescale integrated circuits. SCM application is steadily deepening, as it has strong function, small size, low power dissipation, low prices, reliable, easy to use features, it is particularly suited to and control of the system, increasingly widely used in automatic control, intelligent instruments, gauges, data acquisition, military products and household appliances, and other areas, is often microcontroller as a core ponent to use, In light of specific hardware architecture, and applicationspecific software features object bine to make perfect. In this paper, based on singlechip digital clock design, discussed in detail from the software realize the process, focusing on the clock adjust in the way: queries and disruption of parison, then, on the digital clock made of the stability and accuracy 3 related discussion. In the last article, Keywords: MCU, digital clock, data buffer, interruption, timing, 目 錄 引言 .................................................... 4 第一章 單片機的相關(guān)知識 .................................. 5 軟件簡介 .......................................................................... 5 單片機簡介 ................................................................................. 5 單片機的發(fā)展史 ............................................................................ 5 AT89C51 單片機介紹 .................................................................... 6 單片機的基本結(jié)構(gòu) .................................................................. 7 單片機的選擇 ........................................................................... 7 第二章 硬件電路設(shè)計 ...................................... 7 電子鐘系統(tǒng)硬件組成 .................................................................... 7 電子鐘硬件電路工作說明 ............................................................. 8 PROTEUS 進行電子鐘系統(tǒng)仿真 ....................................................... 8 第三章軟件設(shè)計 .......................................... 9 程序流程圖設(shè)計 ........................................................................... 9 KEILC51 進行程序調(diào)試 ............................................................... 10 基于 AT89S51 單片機數(shù)字時鐘的參考電路 ................................ 10 第四章 結(jié)束語 ........................................ 11 第五章 致 謝 ......................................... 11 參考文獻 ............................................... 11 附錄 單片機程序 ....................................... 12 引言 近年來隨著計算機在社會領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點，因此越來越廣泛地應(yīng)用各個領(lǐng)域 . 本文 的 電子鐘 系統(tǒng) 是以單片機（ AT89C51）為核心， 時鐘芯片 DS130數(shù)碼管顯示驅(qū)動芯片 MAX7219 等元器件組成。 具體介紹 應(yīng)用 Proteus 的 ISIS 軟件進行單片機系統(tǒng) 的電子鐘 設(shè)計 與仿真的實現(xiàn)方法。該方法既能準確驗證所設(shè)計的系統(tǒng)是否滿足技術(shù)要求 ,又能提高系統(tǒng)設(shè)計的效率和質(zhì)量 ,降低開發(fā)成本 ,具有推廣價值。 隨著半導體技術(shù)的飛速發(fā)展，以及移動通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用，單片機從 4 位、 8 位、 16 位到 32 位，其發(fā)展歷程一直受到廣大電子愛好者的極大關(guān)注。單片機功能越來越強大，價格卻不斷下降的優(yōu)勢無疑成為嵌入式系統(tǒng)方案設(shè)計的首選，同時單片機應(yīng)用領(lǐng)域的擴大也使得更多人加入到基于單片機系統(tǒng)的開發(fā)行列中，推動著單片機技術(shù)的創(chuàng)新進步。 然而傳統(tǒng)的單片機系統(tǒng)開發(fā)除了需要購置諸如仿真器 、編程器、示波器等價格不菲的電子設(shè)備外，開發(fā)過程也較繁瑣。 單片機系統(tǒng)作為一種典型的嵌入式系統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)計包括硬件電路設(shè)計和軟件編程設(shè)計兩個方面 , 其調(diào)試過程一般分為軟件調(diào)試、硬件測試、系統(tǒng)調(diào)試 3 個過程。如果采用單片機系統(tǒng)的虛擬仿真軟件—— Proteus，則不用制作具體的電路板也能夠完成以上工作。 5 第一章 單片機的相關(guān)知識 軟件簡介 PROTEUS 軟件由 Labcenter 公司開發(fā)，是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與仿真平臺，可以實現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路及微控制器系統(tǒng)與外設(shè)的混合電路 系統(tǒng)的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和 PCB 設(shè)計等功能，是目前唯一能夠?qū)Ω鞣N處理器進行實時仿真、調(diào)試與測試的 EDA 工具。微控制器系統(tǒng)相關(guān)的仿真需建立編譯和調(diào)試環(huán)境，可選擇 Keil C51uVision2 軟件。該軟件支持眾多不同公司的芯片，集編輯、編譯和程序仿真等于一體，同時還支持 PLM、匯編和 C 語言的程序設(shè)計。它的界面友好易學，在調(diào)試程序、軟件仿真方面有很強大的功能。 其革命性的功能是：將電路仿真和微處理器仿真進行協(xié)同，直接在基于原理圖的虛擬原型上進行處理器編程調(diào)試，并進行功能驗證，通過動態(tài)器件如電機、 LED、 LCD、開關(guān)等，實時看到運行后的輸入、輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等， Proteus 為我們建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。 單片機簡介 單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式 微控制器 常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機由 芯片 內(nèi)僅有 CPU的專用 處理器 發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個芯片中，使 計算機系統(tǒng) 更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設(shè)備當中。 INTEL 的 Z80 是最早 按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。 單片機的發(fā)展史 4 位單片機 4 位單片機的主要應(yīng)用領(lǐng)域有： PC 機的輸入裝置，電池充電器，運動器材，帶液晶顯示的音 /視頻產(chǎn)品控制器，一般家用電器的控制及遙控器，電子玩具，鐘表，計算器，多功能電話等。 6 8 位單片機 8 位單片機由于功能強，被廣泛用于自動化裝置、智能儀器儀表、智能接口、過程控制、通信、家用電器等各個領(lǐng)域。 16 位單片機 16 位單片機主要用于工業(yè)控制，智能儀器儀表，便攜式設(shè)備等場合。 32 位單片機 隨著高新技術(shù) 智能機器人， 光盤驅(qū)動器，激光打印機，圖像與數(shù)據(jù)實時處理，復雜實時控制，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展 推出 32 位單片機 64 位單片機 64 位單片機 在引擎控制，智能機器人，磁盤控制，語音圖像通信。 AT89C51 單片機介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， AT89C 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 管腳說明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 RST：復位輸入。 P0 口 ： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1 口 ： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P2 口 ： P2 口 為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收， P3 口 ： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口 ALE/PROG：地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲