【正文】 XX 大學畢業(yè)設計（論文） I基于單片機的秒表/時鐘計時器設計摘 要近年來，隨著科學技術的進步和時代的發(fā)展，人們對時鐘的功能和精度提出了越來越高的要求，各種時鐘的設計也越來越重要。秒表/ 時鐘計時器是在一種計時器上實現(xiàn)兩種基本功能的一種器件。它廣泛應用于各種場所，同時，它以其小巧，價格低廉，走時精度高，使用方便，功能多，便于集成化，而受到廣大消費者的喜愛。本文介紹了一種以 AT89S51 單片機為核心的秒表 /時鐘計時器的設計，實時時鐘芯片 DS1302 提供實時時間，6 位 LED 動態(tài)顯示時、分、秒， 并在計時過程中具有報時功能, 定時時間到時，音樂電路播放悅耳的樂曲。該數(shù)字鐘設有五個按鍵: K1, K2，K3，K4 和 K5 鍵,使之具備了校時、定時功能，在設計中分別介紹了它們的工作特點、原理和使用方法，并給出了它們與單片機 AT89S51 的接口電路。單片機和集成芯片的應用使得本設計硬件電路簡化、編程方便，同時功能也更穩(wěn)定。由于單片機可以重新寫入不同程序這就便于時鐘功能的擴充和改變，同時時鐘芯片時間精確度高可以保證系統(tǒng)的精度。關鍵詞：單片機；秒表；時鐘；實時時鐘芯片；動態(tài) LED 顯示；基于單片機的秒表/時鐘計時器設計IIThe Design Of Stopwatch/ElectronicClock System Based On SingleChipMicroputerAbstractIn recent years, with the scientific progress and the development of the times, people’ requirements of the clock’ function and accuracy are more and more high. The various design of the clock also bees increasingly important. As long as the existence of timing、 counting ,the clock will be used. Meanwhile ,in daily lives, with its feature of pact, low price ,high accuracy, ease to use, multifunctional, ease of integration, the digital clock are fond of majority of consumers.This paper introduces the design of digital alarming clock ,which was based on the core of singlechip microputer clock chip DS1302 provides realtime, six bit LED display hours, minutes and seconds dynamically, the clock also having the function of timekeeping in the process of timing .When timing time, the music circuit broadcast delightful music. The digital clock with five keys: the button of K1, K2, K3, K4, with these keys, the digital clock has the function of regulating amp。 timing. This design introduces their characteristics,principles,using methods, and gives them the interface circuit with SCM AT89S51.The circuit of hardware for this design bee easy and the system function bee powerful along with MCU and integrated chip used. Because the monolithic integrated circuit may reread in different procedure this at your convenience to the clock function expansion and the change, simultaneously the Realtime clock chip precision is high may guarantee the system the precision. Keywords:SCM。Stopwatch。Clock。Realtime clock chip。Dynamic LED display。XX 大學畢業(yè)設計（論文） III目 錄引 言 1第 1 章 緒論 2 概述 2 課題的總體設計及思路 2第 2 章 硬件電路設計 4 單片機最小系統(tǒng) 4 單片機的介紹及選擇 4 AT89S51 單片機性能與應用 4 單片機的時鐘電路 6 單片機的復位電路 7 實時時鐘電路 7 顯示電路 8 LED 顯示的基本原理 9 顯示電路原理圖 9 鍵盤電路 10 鬧鈴電路 11第 3 章 系統(tǒng)軟件設計 13 主程序流程圖 13 讀 DS1302 程序流程圖 14 顯示程序流程圖 14 秒表計時子程序流程圖 14 時鐘計時子程序流程圖 15 設定時間子程序流程圖 15 鬧鐘子程序流程圖 17第 4 章 調試 18結論與展望 19致 謝 20參考文獻 21附錄 A：系統(tǒng)原理圖 22附錄 B：外文文獻及其譯文 23附錄 C：主要參考文獻題錄及摘要 29附錄 D：程序清單 31基于單片機的秒表/時鐘計時器設計IV插圖清單圖11 系統(tǒng)原理框圖 3圖21 AT89S51的引腳結構圖 5圖22 時鐘電路 6圖23 復位電路 7圖24 DS1302引腳圖 8圖25 DS1302與單片機AT89S51的接口電路 8圖26 數(shù)碼管引腳圖 9圖27 數(shù)碼管的共陰和共陽接法 9圖28 顯示電路 10圖29 鍵盤電路 11圖210 LM386的引腳圖 12圖211 鬧鈴電路 12圖31 主程序流程圖 13圖32 讀DS1302時間子程序流程圖 14圖33 顯示程序流程圖 14圖34 秒表計時子程序流程圖 15圖35 時鐘計時子程序流程圖 15圖36 設定時間子程序流程圖 16圖37 調時/ 定時子程序流程圖 16圖38 時鐘鬧鈴子程序流程圖 17XX 大學畢業(yè)設計（論文） V插表清單表 21 P3 口的第二功能表 6基于單片機的秒表/時鐘計時器設計 0 引 言近年來隨著計算機技術的飛速發(fā)展，計算機也正式形成了通用計算機系統(tǒng)和嵌入式計算機系統(tǒng)二個分支。單片機作為最典型的嵌入式系統(tǒng)，由于其微小的體積和極低的成本，廣泛應用于家用電器、儀器儀表、工業(yè)控制單元以及通信產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。同時數(shù)模電技術、微電子技術也快速發(fā)展使得大量集成芯片出現(xiàn)，從而實現(xiàn)很多簡單功能代替了原來的模擬電路。這樣利用單片機、集成芯片和電子電路就可以很方便的進行設計，其中最典型、現(xiàn)在應用也很多的就是電子產(chǎn)品的設計。本設計就是利用單片機技術將秒表和時鐘兩種計時器的功能集中到一種計時裝置上，從而實現(xiàn)計時器功能的集成化，使其使用起來更加方便。本設計的一大特點就是在硬件設計中采用實時時鐘芯片來實現(xiàn)計時，大大簡化了硬件電路，從而使設計更加簡便易行。本設計共分四章來進行介紹。第一章為概述，主要介紹了設計的主要內容、總體思路及方案的確定，使大家對本系統(tǒng)有一個大致的了解。第二章為硬件設計，將方案中的各模塊分節(jié)進行介紹，并對其中的器件和芯片等的特點和應用給以分析。第三章為軟件的設計，根據(jù)硬件電路和設計要求設計軟件，包括系統(tǒng)主程序和各子程序框圖并對各程序簡單介紹，在設計的最后將附上軟件源程序.XX 大學畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 緒論 概述單片微型計算機作為微型計算機的一個重要分支，它成為今天工業(yè)控制領域、通信設備、信息處理以及日常生活中最廣泛使用的計算機。如數(shù)控電梯機床、交通管理系統(tǒng)、電腦、手機、電子詞典和各種智能醫(yī)療器械等，其中單片機用于電子產(chǎn)品的設計是非常方便的。秒表和時鐘是我們日常生活中最常見、應用也最廣泛的電子產(chǎn)品?，F(xiàn)在的體育及其他各種比賽非常的多，其中時間的控制是非常重要的，而秒表在時間控制中起著舉足輕重的作用；而時鐘的應用更廣泛，它不但可以告訴人們時間，還可以應用于其它一些產(chǎn)品中實現(xiàn)時間的控制，比如應用于工業(yè)控制中實現(xiàn)定時報警、家用電器定時工作等等。因此研究這兩種計時器有著非?，F(xiàn)實的意義，本設計是將這兩種計時器的功能集中于一個計時器上，使其使用更加方便。隨著計時器廣泛的應用，其無論在各種體育比賽還是人們的日常生活中抑或是在其它生產(chǎn)制造領域都起到非常重要的作用，隨著各領域的發(fā)展人們應用計時器并對計時器的功能提出了更高的要求。怎樣讓計時器實現(xiàn)更多的功能很好的為人們服務，這就要求人們在原有計時器的基礎上不斷改進設計制造出更多新型多功能計時器件。本設計基于單片機的秒表/時鐘計時器的設計電路中,除了基本的單片機系統(tǒng)和外圍電路外,還需要外部的控制和顯示裝置。在單片機技術日趨成熟的今天，其靈活的硬件電路的設計和軟件的設計，讓單片機得到了廣泛的應用，幾乎是從小的電子產(chǎn)品，到大的工業(yè)控制，單片機都起到了舉足輕重的作用。單片機小的系統(tǒng)結構幾乎是所有具有可編程硬件的一個縮影，單片機的學習和研究是對微機系統(tǒng)學習和研究的簡捷途徑。用單片機技術實現(xiàn)不僅具有秒表和時鐘的基本功能，還能在各種惡劣環(huán)境下工作。充分挖掘了單片機的資源和運算控制能力，具有功能多、顯示全、成本低的特點。 課題的總體設計及思路本設計秒表/時鐘計時器的設計以單片機為控制核心，從各個控制模塊，如顯示模塊、鍵盤模塊、實時控制模塊等來實現(xiàn)硬件電路的設計。通過定時芯片來實現(xiàn)實時控制,再經(jīng)過單片機將時間數(shù)據(jù)由 LED 數(shù)碼管顯示,系統(tǒng)中通過按鍵完成秒表和時鐘計時功能的切換以及時間的調整。此外，系統(tǒng)中時鐘計時器的定時也采用按鍵來設定，當定時時間到時，系統(tǒng)中的音樂電路播放動聽的樂曲。計時器的設計方法有多種，如可用中小規(guī)模集成電路組成，也可以用專用的時鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路來組成，還可以利用單片機配以專用時鐘芯片來實現(xiàn)。這些方法都各有特點，其中利用單片機進行設計的時鐘編程靈活，便于時鐘功能的擴充，精確度也很高。本設計采用的就是最后一種方法。即以單片機為核心，時鐘芯片計時，鍵盤設定、校正時間，數(shù)碼管顯示相應時間來進行設計的。因此時鐘系統(tǒng)中我們需設計較好的單片機的最小系統(tǒng)、顯示電路、鍵盤電路和時鐘芯片與單片機的接口電路。經(jīng)過以上簡單的分析可以得到本系統(tǒng)設計的原理方框圖如圖 11 所示基于單片機的秒表/時鐘計時器設計 2 單片機最小系統(tǒng)顯 示電路鍵 盤電路時鐘電路鬧鈴電路圖 11 系統(tǒng)原理框圖本系統(tǒng)的設計采用的是常用的模塊分析法，即將系統(tǒng)分為幾個子模塊分別設計。主要分為五個大模塊設計，即單片機最小系統(tǒng)模塊、時鐘電路模塊、顯示模塊、鍵盤模塊和鬧鈴模塊，在以后的硬件電路設計中就按照以上的各模塊分別進行設計。XX 大學畢業(yè)設計（論文） 3 第 2 章 硬件電路設計設計思路和方案確定后就可進行系統(tǒng)的硬件電路設計。硬件電路是一個系統(tǒng)非常重要的部分，它設計的結果直接影響系統(tǒng)軟件設計的復雜程度和系統(tǒng)的性能指標。第1 章中已經(jīng)指出本系統(tǒng)的設計采用模塊法，將系統(tǒng)分為單片機最小系統(tǒng)、時鐘電路、顯示電路和鍵盤電路四個子模塊，本章將對各模塊分別進行設計介紹。系統(tǒng)的總原理圖將在附錄里給出 單片機最小系統(tǒng)單片機的最小系統(tǒng)是指單片機能正常工作所必需的最小組成部分，主要包括單片機及其時鐘電路和對其進行復位的復位電路及電源電路。因此需選擇合適單片機、設計時鐘電路和復位電路以保證單片機的工作。 單片機的選擇及介紹單片機雖然種類繁多但不論哪種其內部結構都大同小異，都是把中央處理器CPU、隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、中斷系統(tǒng)、定時器 /計數(shù)器以及 I/O 口電路等主要微型機部件集成在一個芯片上，使單片機向著穩(wěn)定可靠、體積小、功能強、速度快和價格廉的方向發(fā)展。單片機的典型代表是 MCS51 系列單片機，后來又以其的技術核心