【正文】 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 題 目 基于 AT89S51 單片機(jī)電子時(shí)鐘 設(shè)計(jì) 系 別 工商企業(yè)管理 專 業(yè) 電子信息技術(shù) 班 級 12級科大工商三班 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2021 年 5 月電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 單片機(jī)電子時(shí)鐘 1 摘要 ： 單片 計(jì)算機(jī)既單片微型計(jì)算機(jī)。由 RAM,ROM,CUP 構(gòu)成，定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種 接口與一體的微型控制器。他體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。而 51 系列單片機(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)通過對它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)的能力。 本設(shè)計(jì)主要涉及了一個(gè)基于 AT89C51 單片機(jī)的電子時(shí)鐘。并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的時(shí)間。并通過一個(gè)控制鍵用來實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)節(jié)和是否進(jìn)入省電模式的轉(zhuǎn)換。 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，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、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)確顯示時(shí)間，調(diào)整時(shí)間，從而到達(dá)學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟、硬件的能力。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) 、電子時(shí)鐘 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 單片機(jī)電子時(shí)鐘 2 目 錄 前 言 ..................................................................................................................................... 1 第一章 原理 ........................................................................................................................... 3 第二章 方案 ........................................................................................................................... 3 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 4 總體設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 4 系統(tǒng)說明 .......................................................................................................... 4 模塊設(shè)計(jì) ................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 電源部分 .......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 復(fù)位電路 .......................................................................................................... 5 程序下載接口 .................................................................................................. 6 位選部分 .......................................................................................................... 6 數(shù)碼管的連接電路 .......................................................................................... 8 控制部分 .......................................................................................................... 8 第四章 原理圖 .....................................................................................................................13 第五章 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 14 程序流程圖 ............................................................................................................. 14 源程序 ..................................................................................................................... 18 第 六章 總結(jié) .........................................................................................................................21 參考文獻(xiàn)（ References）： ................................................................................................. 23 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 單片機(jī)電子時(shí)鐘 3 前 言 單片機(jī)系統(tǒng)被定義為：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。實(shí)際上單片機(jī)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的一種應(yīng)用形式，是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。因此它是一個(gè) 技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。特別適合于要求實(shí)時(shí)的和多任務(wù)的系統(tǒng)。 如今單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，那么單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用緣何能在近年來的信息技術(shù)應(yīng)用中脫穎而出，成為眾多商家角逐的對象。其實(shí)原因很簡單，因?yàn)檫@里面蘊(yùn)藏著巨大的市場，巨大的商業(yè)利益，單就電視應(yīng)用而言，目前全球有 2 億多有線電視用戶，中國也有 8000 多萬戶，而且每年還在以 600 萬的速度遞增。如今，在這塊領(lǐng)域里，還沒有一家公司有成熟的產(chǎn)品，也沒有標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，更沒有一個(gè)可以主導(dǎo)市場的壟斷者。在這種局勢下，雖然競爭將異常劇烈，但突 圍的可能性也較大，只要能夠培養(yǎng)出自己的技術(shù)能力和市場開拓能力，是有可能取得巨大成功的。 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 單片機(jī)電子時(shí)鐘 4 第一章 電子時(shí)鐘原理 該電子時(shí)鐘有 89C51， BUTTON,六段數(shù)碼管等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動(dòng)電路，由延時(shí)程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時(shí)，達(dá)到時(shí)分秒的計(jì)時(shí)，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時(shí)，滿二十四小時(shí)為一天。而電路中唯一的一個(gè)控制鍵卻擁有多種不同的功能，按下又松開，可以實(shí)現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，達(dá)到省電的目的；直接按下不松開，則可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不松 ，則可以實(shí)現(xiàn)小時(shí)的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時(shí)加一。 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 單片機(jī)電子時(shí)鐘 5 第二章 方案 2． 1 顯示方案 方案：動(dòng)態(tài)顯示。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各個(gè)位，對于顯示器的每一位來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個(gè)顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也于點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動(dòng)態(tài)顯示節(jié)省了 I/O 口，降低了能耗。 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 單片機(jī)電子時(shí)鐘 6 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 利用 單片機(jī)（ AT89S51）制作簡易電子時(shí)鐘，由六個(gè) LED 數(shù)碼管分別顯示小時(shí)十位、小時(shí)個(gè)位、分鐘十位、分鐘個(gè)位、秒鐘十位、秒鐘個(gè)位。 6 個(gè) PNP 管（ 9012）分別控制六個(gè)數(shù)碼管的亮滅，一個(gè)按鍵用于時(shí)間調(diào)整。 電源部分 圖 31：內(nèi)部方式 外部方式 如圖 31 所示， XTAL1 19 XTAL2 18XTAL1 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(shí)，外部振蕩信號應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。電容取 30PF 左右。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)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(gè)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，電容電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 單片機(jī)電子時(shí)鐘 7 應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22μ F。在焊接刷電路板時(shí)，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。 復(fù)位電路 圖 32：復(fù)位電路圖 如圖 32 所示，復(fù)位電路主要由型號為 1N4148 的二極管，型號為 10UF/16V 的電解電容，型號為 104 的瓷片電容， 10K 的電阻以及按鍵 S1 構(gòu)成， S1 接芯片的相應(yīng)引腳 RST，當(dāng)開關(guān)按下時(shí)引腳 RST 為高電平 1，斷開時(shí)引腳為低電平 0。 3. 程序下載接口 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 單片機(jī)電子時(shí)鐘 8 圖 33：程序下載接口 如圖 33 所示，由 AT89S ISP 構(gòu)成的兩排十針下載口，板圖上有一個(gè)小方框，為 1號引角；下載線的凸口為正方向，凸口的右側(cè)邊的第一個(gè)插孔為 1 號引角。 4. 位選部 分 圖 34 圖 35 為位選電路，三極管的集電極接數(shù)碼管的公共端，當(dāng) P2 口對應(yīng)的引腳輸出高電平時(shí)三極管導(dǎo)通，對應(yīng)的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。這樣，在同一時(shí)刻， 6 位 LED 中只有選通的那 1 位顯示出字符，而其他 5 位則是熄滅的。同樣，在下一時(shí)刻，只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他個(gè)位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，在段碼線上輸出將