【正文】 本科生畢業(yè)論文（設計）基于單片機的電子時鐘設計 獨 創(chuàng) 性 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計是本人在指導老師指導下取得的研究成果。除了文中特別加以注釋和致謝的地方外，設計中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果。與本研究成果相關的所有人所做出的任何貢獻均已在設計中作了明確的說明并表示了謝意。簽名： 　　年　　月　　日授 權(quán) 聲 明本人完全了解許昌學院有關保留、使用本科生畢業(yè)設計的規(guī)定，即：有權(quán)保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交畢業(yè)設計的復印件和磁盤，允許畢業(yè)設計被查閱和借閱。本人授權(quán)許昌學院可以將畢業(yè)設計的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編設計。本人設計中有原創(chuàng)性數(shù)據(jù)需要保密的部分為（如沒有，請?zhí)顚憽盁o”）： 簽名： 　 　年　　月　　日指導教師簽名： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 年　　月　　日摘 要本文詳細介紹了51單片機應用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換顯示,動態(tài)掃描顯示原理，單片機的定時中斷原理、從而達到學習，了解單片機相關指令在各方面的應用。電子時鐘系統(tǒng)由AT89C5LCD顯示器、按鍵、二極管等部分構(gòu)成，能實現(xiàn)日歷的功能,能進行時、分、秒的顯示，也具有日歷計算、顯示、校準、定時時間的設定、溫度顯示，實現(xiàn)三路開關定時輸出等功能。關鍵詞：電子時鐘；單片機ABSTRACT
In this paper,detailed information on the application of 51 display data conversion, digital display principle,dynamic scan shows the principle of timing interruption principle,to achieve the learning and understanding of instruction in all aspects related to the application. Electronic clock system consists of AT89C51,LCD digital tubes, buttons, diodes and other ponents,to achieve the function of the calendar , can be hours, minutes and seconds has a calendar calculation, display and clock,a calendar of the calibration,set the time from time to time、temperature display ,the realization of output functions. Key words: electronic clock；Single Chip Microputer目 錄1緒 論 1 1 12電子時鐘設計硬件結(jié)構(gòu) 2 2 2 2 AT89C51簡介 4 DS1302簡介 6 6 DS18B20的性能特點 7 DS18B20與單片機的接口電路 7 LCD顯示 7 83電子時鐘軟件設計 9 9 9 10 10 10 10 11 134電子時鐘軟件仿真 14 14 Proteus ISIS的仿真步驟 14 Keil uVision2調(diào)試軟件 15 17總結(jié) 20參考文獻 21附 錄 22致 謝 311緒 論隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，尤其是數(shù)字技術的發(fā)展，用數(shù)字電路技術實現(xiàn)電子時鐘變得越來越重要，而且貼近我們的實際生活。在現(xiàn)代社會各領域中，廣泛需要各種不同的定時系統(tǒng)，來完成定時操作功能。用單片機實現(xiàn)定時控制，是當前實時控制的發(fā)展方向。而一些定時系統(tǒng)只能滿足特定的需要，而定時時間是由研發(fā)者根據(jù)用戶需要輸入到系統(tǒng)存儲器中的，在使用中用戶無法更改。本系統(tǒng)采用通用單片機定時系統(tǒng)，具有很強的通用性，實用性．并且其定時時間可以根據(jù)需要，由用戶任意更改，并且可以設定多個定時時間，極大地方便了使用者。系統(tǒng)選用單片開發(fā)機。具有體積小、電路簡單、操作便捷、價格低廉、運用靈活、使用方便等特點。系統(tǒng)中，定時時間到達時將相應的LED燈點亮，此功能也可變?yōu)槠渌δ軓亩鴳玫礁鼜V泛的領域．例如：定時開啟電源、打開閥門自動澆水等。數(shù)字電子時鐘是一個無處不在的電子產(chǎn)品，經(jīng)過多年的發(fā)展技術已經(jīng)相當成熟了，目前廣泛應用的電子時鐘大多用AT89C51單片機為核心部件制作的，可以實現(xiàn)對年、月、日、時、分、秒的數(shù)字顯示，通過擴展可實現(xiàn)對電子鐘所在地點的溫度顯示和智能鬧鐘功能，廣泛應用于車站、醫(yī)院、機場等公共場所的時間顯示。與機械鐘表和3V電源半機械鐘表相比，數(shù)字電子鐘有時間精確、減少汞電池的使用等優(yōu)點。本課題將通過對市場上的電子時鐘的研究，制作一個以AT89C51單片機為核心控制部件的數(shù)字式電子時鐘，該時鐘具有顯示年、月、日、時、分、秒，正點報時，溫度顯示等功能，可以使人們在得到準確時間顯示的同時提醒接下來的時間安排，方便人們的生活。二十一世紀的今天，最具代表性的計時產(chǎn)品就是電子時鐘，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對穩(wěn)定的機械振蕩頻率源使鐘表的走時差從分級縮小到秒級，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機械鐘或表。第二次革命是石英晶體振蕩器的應用，發(fā)明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從分級縮小到秒級。第三次革命就是單片機數(shù)碼計時技術的應用（電子時鐘），從原有傳統(tǒng)指針計時的方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ臄?shù)字顯示方式，直觀明了，并增加了全自動日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，它更符合消費者的生活需求。電子時鐘是一種利用數(shù)字電路來顯示秒、分、時的計時裝置，與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準確、顯示直觀、無機械傳動裝置等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到數(shù)字電子時鐘。在城市的主要營業(yè)場所、車站、碼頭等公共場所使用LCD數(shù)字電子鐘已經(jīng)成為一種時尚，但目前市場上各式各樣的LCD數(shù)字電子鐘大多數(shù)用全硬件電路實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復雜，功率損耗大等缺點，因此有必要對數(shù)字電子鐘進行改進。2電子時鐘設計硬件結(jié)構(gòu)單片機，是集CPU，ROM，RAM，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。自20世紀70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關注。它體積小、重量輕、抗干擾能力強、環(huán)境要求不高，價格低廉、可靠性高、靈話性好、開發(fā)較為容易，廣泛應用于智能生產(chǎn)和工業(yè)自動化上。單片微型計算機（SingleChip Microputer），簡稱單片機。就是將微處理器（CPU），存儲器（存放程序或數(shù)據(jù)的ROM和RAM），總線，定時器/計數(shù)器，輸入/輸出接口（I/O口）和其他多種功能器件集成在一塊芯片上的微型計算機。由于單片機的重要應用領域為智能化電子產(chǎn)品。　　單片機自動完成賦予它的任務的過程，也就是單片機執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機執(zhí)行的各種操作用命令的形式寫下來，一條指令對應著一種基本操作；單片機所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機，其指令系統(tǒng)亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務，把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機能識別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元（最小的存儲單位）組成，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一一個房間號一樣，每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址號，該地址號稱為存儲單元的地址，這樣只要知道了存儲單元的地址，就可以找到這個存儲單元，其中存儲的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。 　　程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機在執(zhí)行程序時要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行，必須有一個部件能追蹤指令所在的地址，這一部件就是程序計數(shù)器PC（包含在CPU中），在開始執(zhí)行程序時，給PC賦以程序中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執(zhí)行的命令，PC在中的內(nèi)容就會自動增加，增加量由本條指令長度決定，可能是2或3，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行，單片機的芯片如21所示。 圖21 單片機芯片單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路是一塊大PCB板,但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結(jié)果就會有天壤之別,因為單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能、高效率、以及高可靠性。 由于單片機對成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經(jīng)達到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸,對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。單片機在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。 AT89C51簡介AT89C51是一種4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C52是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51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，外形及引腳排列如圖22所示。圖22 AT89C51引腳圖　 VCC：供電電壓。 　　GND：接地。 　　P0口：P0口為一個8位漏級