【正文】 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要本次設(shè)計以AT89C52芯片為核心，輔以必要的外圍電路，設(shè)計了一個簡易的數(shù)字電子時鐘，它由5V直流電源供電。在硬件方面，除了CPU外，使用兩個四位一體的七段LED數(shù)碼管和一個單獨的共陽極數(shù)碼管顯示時、分、秒。四個簡單的獨立按鍵實現(xiàn)對時間的調(diào)整以及時鐘/秒表功能的轉(zhuǎn)換。軟件方面采用C語言編程，使用keil軟件進(jìn)行編程與調(diào)試，使整個電子時鐘能夠完成時間的顯示，調(diào)時，秒表，報時等功能。數(shù)字時鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。數(shù)字時鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式的機械時鐘。在這次設(shè)計中，我們采用LED數(shù)碼管分別顯示時、分、秒，以24小時計時方式，根據(jù)數(shù)碼管動態(tài)顯示原理來進(jìn)行顯示，用12MHz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定時器計數(shù)。數(shù)字時鐘體積小巧，價格低廉，時間精度高，使用方便，功能全，便于集成化而受廣大消費的喜愛，因此得到了廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：單片機；數(shù)字電子時鐘；LED；數(shù)碼管ABSTRACTThis design with AT89C52 chip as the core, supplemented by the necessary peripheral circuit, design a simple digital electronic clock, it consists of 5 v dc power supply. In terms of hardware, in addition to the CPU, using two four one of the seven segment LED digital tube and a single anode digital tube display when, minutes and seconds. Four simple implementation independent buttons adjust your time as well as the conversion clock/stopwatch function. Software using C language programming, programming and debugging, using keil software to plete the whole electronic clock time, according to the adjustment, timing alarm clock, reset, etc. Digital Clock is a digital circuit implementation of the “when”, “minutes”, “seconds” the figures show the timing device. Digital clock precision, stability, far more than the old mechanical clock. In this design, we use LED digital display hours, minutes, seconds, to 24hour time mode, according to digital control theory to dynamic display to display, use the 12MHz crystal oscillation pulse, the timer clock is its pact, low cost, travel time and high precision, easy to use, features and more, easy integration and loved by the general consumer, so widely used. Keywords: single chip。 digital electronic clock。LED。 digital tube 目 錄 摘要 ……………………………………………………………………………………ⅠABSTRACT ………………………………………………………………………………Ⅱ1 緒論……………………………………………………………………………………1 研究的背景……………………………………………………………………1 數(shù)字時鐘的意義與應(yīng)用………………………………………………………12 整體設(shè)計方案…………………………………………………………………………3 設(shè)計要求………………………………………………………………………3 整體方案的設(shè)計………………………………………………………………3 整體方案的確定………………………………………………………3 電路設(shè)計框圖…………………………………………………………4 單片機的介紹…………………………………………………………………43 數(shù)字時鐘硬件電路設(shè)計………………………………………………………………7 最小系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………………7 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計 ……………………………………………………10 單個數(shù)碼管簡介 ……………………………………………………10 四位一體數(shù)碼管簡介 ………………………………………………10 蜂鳴器控制電路的設(shè)計 ……………………………………………………12 按鍵控制電路的設(shè)計 ………………………………………………………134 數(shù)字時鐘的軟件設(shè)計 ………………………………………………………………16 主程序設(shè)計 …………………………………………………………………17 數(shù)碼管顯示子程序設(shè)計 ……………………………………………………18 按鍵檢測子程序設(shè)計 ………………………………………………………19 蜂鳴器報時子程序設(shè)計 ……………………………………………………205 數(shù)字時鐘的仿真及制作 ……………………………………………………………21 調(diào)試與仿真 …………………………………………………………………21 仿真圖缺陷分析 ……………………………………………………………24 數(shù)字時鐘的制作 ……………………………………………………………25總結(jié) ……………………………………………………………………………………28參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………29致謝 ……………………………………………………………………………………30附錄 程序清單…………………………………………………………………………31IV湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）1 緒論 研究的背景電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來的新興技術(shù)，二十世紀(jì)發(fā)展最迅速，應(yīng)用最廣泛，成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志。在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品正在以前所未有的革新速度，向著功能多樣化、體積最小化、功耗最低化的方向迅速發(fā)展，電子技術(shù)的發(fā)展有力的推動社會生產(chǎn)力的發(fā)展。單片機自1976年由Intel公司推出MCS48開始，迄今已有二十多年了。由于單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、PC機外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。單片機模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字時鐘路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。單片機應(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。 數(shù)字時鐘的意義與應(yīng)用基于單片機的數(shù)字電子時鐘是采用電子電路實現(xiàn)對時、分、秒進(jìn)行數(shù)字顯示的計時裝置，廣泛應(yīng)用于個人家庭，室外廣場，汽車站和火車站等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?。機械式鐘表雖然也可以告知人們時間，也可以定時，顯示日歷。但是由于受到機械結(jié)構(gòu)、動力和體積的限制，在功能、性能以及造價上都沒辦法與電子時鐘相比。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，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、0按時自動打鈴、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，更為先進(jìn)的電子鐘的研究有著良好的發(fā)展前景和市場潛力。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，廣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。2 整體設(shè)計方案 設(shè)計要求（1）用六位LED數(shù)碼管顯示時、分、秒。（2）以24h（小時）計時方式。（3）白天整點報時，晚上22點后不報時。（4）可實現(xiàn)時分調(diào)整、秒表功能轉(zhuǎn)換。（5）可實現(xiàn)時分調(diào)整、時鐘功能轉(zhuǎn)換。 整體方案的設(shè)計 方案的選擇本次設(shè)計的方案有許多種，下面列出了三種方案：方案一：基于數(shù)字電路的數(shù)字鐘。傳統(tǒng)的數(shù)字鐘以最為基本的數(shù)字電路來實現(xiàn)的。其設(shè)計復(fù)雜，體積大，運行穩(wěn)定性不好。所以不考慮。方案二：通過單片機AT89C52芯片為主控電路，由電源電路、單片機主控電路、按鍵控制電路和蜂鳴器等組成。本次設(shè)計就是通過單片機為主控電路，通過電路仿真而實現(xiàn)。使用Proteus 軟件進(jìn)行繪制仿真電路圖，用Medwin軟件進(jìn)行編程與調(diào)試，即用匯編語言編寫程序。方案三：通過單片機AT89C52芯片為主控電路，由電源電路、單片機主控電路、按鍵控制電路和蜂鳴器等組成。本次設(shè)計就是通過單片機為主控電路，通過電路仿真而實現(xiàn)。使用Proteus 軟件進(jìn)行繪制仿真電路圖，用keil軟件進(jìn)行編程與調(diào)試，最終生成hex文件，傳入單片機內(nèi)部，從而實現(xiàn)仿真效果。 即用C語言來編寫程序，以實現(xiàn)最終的目標(biāo)。通過比較各種方案的優(yōu)缺點以及自己學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識，最終確定按照第三種方案實施。第三種方案相比第一、第二種方案而言，不需要對單片機的各種指令以及不同存儲器的尋址、寄存器分配等有所掌握，而只需用基本的C語言知識就可以實現(xiàn)設(shè)計的要求。所以此次設(shè)計采用第三種方案。 電路設(shè)計框圖根據(jù)本次設(shè)計的要求，在盡量要求準(zhǔn)確精簡的條件下設(shè)計了以下電路框圖。本次設(shè)計包含有四個主要的部分：單片機的最小系統(tǒng)，即由單片機，時鐘電路，復(fù)位電路組成；蜂鳴器控制電路；數(shù)碼管顯示電路和按鍵控制電路。其整體設(shè)計框圖如下圖22所示：按鍵控制電路數(shù)碼管顯示電路蜂鳴器控制電路時鐘電路復(fù)位電路AT89C52 單片機圖21 整體設(shè)計框圖 單片機的介紹 單片機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 單片機經(jīng)過幾代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價格、大存儲容量、強I/O功能及較好的結(jié)構(gòu)兼容性方向發(fā)展。其發(fā)展趨勢不外乎以下幾個方面：單片機中盡可能地把所需要的存儲器和I/O口都集成在一塊芯片上，使得單片機可以實現(xiàn)更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可編程計數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān)視定時器看家狗）、高速I/O口及計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。有的單片機針對某一個應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以51內(nèi)核為核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解碼器、CAN或者I*I*C總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示驅(qū)動器也開始集成在8位單片機中。為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機開始使用RISC、流水線和DSP的設(shè)計技術(shù)，使單片機的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：單片機的時鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機運行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機的尋址能力、片內(nèi)ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。 由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開始使用高級語言（如C語言）來開發(fā)單片機的程序。使用高級語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴充功能。 單片機的嵌入式應(yīng)用決定了低電壓和低功耗的特性。由于CMOS等工藝的大量采用，很多單片機可以在更低的電壓下工作（），功耗已經(jīng)降低到微安級。這些特性使得單片機系統(tǒng)可