【正文】 0 財(cái)經(jīng)技術(shù)學(xué)院 綜合畢業(yè)實(shí)踐說明書（論文） 標(biāo)題： 基于 MCS5單片機(jī) 設(shè)計(jì)的 電子時(shí)鐘 系 別 ： 機(jī)械與 電子工程系 專 業(yè) ： 電氣自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) ： 姓 名 ： 指導(dǎo)教師 ： 2021年 5 月 27 日 0 摘 要 單片機(jī) 即單片微型計(jì)算機(jī)。（ SingleChip Microputer ） ,是 集 CPU ,RAM ,ROM ,定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。他體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化上和智能產(chǎn)品。時(shí)鐘，自從它被發(fā)明的那天起，就成為了人類的好朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，時(shí)鐘的應(yīng)用越來越廣范，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求也越來越高。怎樣讓 時(shí)鐘更好的為人民服務(wù)，怎樣讓我們的老朋友再次煥發(fā)青春呢？這就要求我們不斷設(shè)計(jì)出新型的時(shí)鐘，來不斷滿足人們的日常生活需要。然而市場(chǎng)上的時(shí)鐘便宜的比較笨重，簡(jiǎn)單實(shí)用的又比較昂貴。那么，有沒有一款既簡(jiǎn)單實(shí)用價(jià)格又便宜的時(shí)鐘呢 ? 我們課程設(shè)計(jì)小組設(shè)想：可不可以利用單片機(jī)功能集成化高，價(jià)格又便宜的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)既簡(jiǎn)單，價(jià)格又便宜的單片機(jī)電子時(shí)鐘呢？ 基于這種情況 ,我們課程設(shè)計(jì)小組成員多方查閱資料，反復(fù)論證設(shè)計(jì)出了這款既簡(jiǎn)單實(shí)用，又價(jià)格便宜的 —— 單片機(jī)電子時(shí)鐘 。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) ； 時(shí)鐘 ； 計(jì)時(shí) 緒 論 引言 世界鐘表工業(yè)的發(fā)展 沙漏公元 1300 年以前，人類主要是利用天文現(xiàn)象和流動(dòng)物質(zhì)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)來計(jì)時(shí)。例如，日晷是利用日影的方位計(jì)時(shí)；漏壺和沙漏是利用水流和沙流的流量計(jì)時(shí)。 東漢張衡制 造漏水轉(zhuǎn)渾天儀，用齒輪系統(tǒng)把渾象和計(jì)時(shí)漏壺聯(lián)結(jié)起來，漏壺滴水推動(dòng)渾象均勻地旋轉(zhuǎn)，一天剛好轉(zhuǎn)一周，這是最早出現(xiàn)的機(jī)械鐘。北宋元祜三年 (1088)蘇頌和韓公廉等創(chuàng)制水運(yùn)儀象臺(tái)，已運(yùn)用了擒縱機(jī)構(gòu)。 1350 年，意大利的丹蒂制造出第一臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)械打點(diǎn)塔鐘，日差為 15～30 分鐘，指示機(jī)構(gòu)只有時(shí)針； 1500～ 1510 年，德國(guó)的亨萊思首先用鋼發(fā)條代替 1 重錘，創(chuàng)造了用冕狀輪擒縱機(jī)構(gòu)的小型機(jī)械鐘； 1582 年前后，意大利的伽利略發(fā)明了重力擺； 1657 年，荷蘭的惠更斯把重力擺引入機(jī)械鐘，創(chuàng)立了擺鐘。 1660 年英國(guó)的胡 克發(fā)明游絲，并用后退式擒縱機(jī)構(gòu)代替了冕狀輪擒縱機(jī)構(gòu)；1673 年，惠更斯又將擺輪游絲組成的調(diào)速器應(yīng)用在可攜帶的鐘表上； 1675 年，英國(guó)的克萊門特用叉瓦裝置制成最簡(jiǎn)單的錨式擒縱機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)一直沿用在簡(jiǎn)便擺錘式掛鐘中。 18～ 19 世紀(jì)，鐘表制造業(yè)已逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并達(dá)到相當(dāng)高的水平。20 世紀(jì)，隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，電池驅(qū)動(dòng)鐘、交流電鐘、電機(jī)械表、指針式石英電子鐘表、數(shù)字式石英電子鐘表相繼問世，鐘表的日差已小于 秒，鐘表進(jìn)入了微電子技術(shù)與精密機(jī)械相結(jié)合的石英化新時(shí)期 有關(guān)鐘表的演變（在鐘表的演變 上添上二筆?。。。┐笾驴梢苑譃槿齻€(gè)演變階段，那就是： 一、從大型鐘向小型鐘演變。 二、從小型鐘向袋表過渡。 三、從袋表向腕表發(fā)展。每一階段的發(fā)展都是和當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)明分不開的。 第一章 單片機(jī)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問世以來，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好 、開發(fā)較為容易。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個(gè)方面，而 51 單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對(duì)它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，以 AT89S51芯片為核心，輔以必要的電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的電子時(shí)鐘，它由直流電源供電，通過數(shù)碼管能夠準(zhǔn)確 顯示。 數(shù)字時(shí)鐘是現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用廣泛的計(jì)時(shí)工具，在航天、電子等科研單位，工廠、醫(yī)院、學(xué)校等企事業(yè)單位，各種體育賽事及至我們每個(gè)人的日常生活中都發(fā)揮著重要的作用。本系統(tǒng) 的數(shù)字時(shí)實(shí)時(shí)鐘，采用獨(dú)立式按鍵進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，同時(shí)引入一個(gè)內(nèi)部充電電源在停止外部供電時(shí)，仍具有內(nèi)部計(jì)時(shí)的功能。該系統(tǒng)同時(shí)具有硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定性高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn) 。 自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)已走過了幾十年的發(fā)展路程?？v觀幾十年來單片機(jī)發(fā)展歷程可以看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器（ MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，拉動(dòng)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，表現(xiàn)出比微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢(shì)： 2 在過去的一段時(shí)間內(nèi)，單片機(jī)的指令運(yùn)行速度一直在 10MIPS 以下，這對(duì)于應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的單片機(jī)來說是足夠了，但當(dāng)單片機(jī)被應(yīng)用在通訊及 DSP領(lǐng)域作為高速運(yùn)算、編碼或解碼時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)因指令運(yùn)行速度不夠而限制單片機(jī)應(yīng)用的情形，因此提高單片機(jī)指令運(yùn)行 速度已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。 、 基于 80C51 的飛利浦低功率、低系統(tǒng)成本微控制器 51LPC 系列是業(yè)界推動(dòng)單片機(jī)向低功耗方向發(fā)展的主導(dǎo)單片機(jī)系列之一。 51LPC 系列單片機(jī)采用以下三種方法降低功耗： （ 1）使系統(tǒng)進(jìn)入空閑模式，在空閑模式下，只有外圍器件在工作，任意的復(fù)位及中斷均可結(jié)束空閑模式； （ 2）使系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，在低功耗模式下，振蕩器停止工作，是功耗降到最小 （ 3）使系統(tǒng)進(jìn)入低電壓 EPROM 操作； EPROM 包含了模擬電路，當(dāng) Vcc 高于4V 時(shí)，可通過軟件使這些模擬電路掉電以降低功 耗，在上電情況下可使系統(tǒng)退出該模式。 Flash Memory 在半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步下， MPU 的 Flash 版本逐漸代替了原有的 OTP版本。 Flash MPU 的優(yōu)點(diǎn)如下：相比較多次可編程的窗口式 EPROM 下， Flash MPU的成本要低得多；在系統(tǒng)編程能力以及產(chǎn)品生產(chǎn)方面提供了靈活性，因?yàn)?Flash MPU 可在編程后面再次以新代碼重新編程；可減少已編程器件的報(bào)廢和庫(kù)存；有助于生產(chǎn)廠商縮短設(shè)計(jì)周期，使終端用戶產(chǎn)品和、更具有競(jìng)爭(zhēng)力。 目前單片機(jī)的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是在芯片上集成 更多的功能。如模擬功能，包括模擬比較器、 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器等。具體表現(xiàn)在：兼容性作為設(shè)計(jì)的第一考慮；額外的新的特點(diǎn)是透明的；使用同一種編程器； OTP 使器件快速提升及標(biāo)準(zhǔn)化成為可能。 不斷加強(qiáng)抗干擾能力是單片機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的必然趨勢(shì)。 ST 3 Microelectronics 公司推出的 ST62 系列單片機(jī)在這方面是佼佼者，其優(yōu)良的抗干擾能力使得許多大公司將其應(yīng)用在系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件上。許多單片機(jī)開發(fā)商也正朝著這個(gè)方向努力。 隨著單片機(jī)性能的不斷提高，不斷的克服和彌補(bǔ)自身的不足。在各種控制領(lǐng)域，單片機(jī)將擁有更加廣闊的使用天地。在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，它將一直是工程設(shè)計(jì)人員的首選控制芯片之一。 第二章 電路組成及工作原理 單片機(jī)系統(tǒng) MCS51 單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器（ CPU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、程序存儲(chǔ)器（ ROM/EPROM）、并行 I/O 口、串行口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器（ SFR）。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是 CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對(duì)各種功能部件的控制是采用特