【正文】 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I基于單片機(jī)的秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)摘 要近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)時(shí)鐘的功能和精度提出了越來(lái)越高的要求，各種時(shí)鐘的設(shè)計(jì)也越來(lái)越重要。秒表/ 時(shí)鐘計(jì)時(shí)器是在一種計(jì)時(shí)器上實(shí)現(xiàn)兩種基本功能的一種器件。它廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)所，同時(shí)，它以其小巧，價(jià)格低廉，走時(shí)精度高，使用方便，功能多，便于集成化，而受到廣大消費(fèi)者的喜愛。本文介紹了一種以 AT89S51 單片機(jī)為核心的秒表 /時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 提供實(shí)時(shí)時(shí)間，6 位 LED 動(dòng)態(tài)顯示時(shí)、分、秒， 并在計(jì)時(shí)過程中具有報(bào)時(shí)功能, 定時(shí)時(shí)間到時(shí)，音樂電路播放悅耳的樂曲。該數(shù)字鐘設(shè)有五個(gè)按鍵: K1, K2，K3，K4 和 K5 鍵,使之具備了校時(shí)、定時(shí)功能，在設(shè)計(jì)中分別介紹了它們的工作特點(diǎn)、原理和使用方法，并給出了它們與單片機(jī) AT89S51 的接口電路。單片機(jī)和集成芯片的應(yīng)用使得本設(shè)計(jì)硬件電路簡(jiǎn)化、編程方便，同時(shí)功能也更穩(wěn)定。由于單片機(jī)可以重新寫入不同程序這就便于時(shí)鐘功能的擴(kuò)充和改變，同時(shí)時(shí)鐘芯片時(shí)間精確度高可以保證系統(tǒng)的精度。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；秒表；時(shí)鐘；實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片；動(dòng)態(tài) LED 顯示；基于單片機(jī)的秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III目 錄引 言 1第 1 章 緒論 2 概述 2 課題的總體設(shè)計(jì)及思路 2第 2 章 硬件電路設(shè)計(jì) 4 單片機(jī)最小系統(tǒng) 4 單片機(jī)的介紹及選擇 4 AT89S51 單片機(jī)性能與應(yīng)用 4 單片機(jī)的時(shí)鐘電路 6 單片機(jī)的復(fù)位電路 7 實(shí)時(shí)時(shí)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(shè)計(jì) 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(jì)時(shí)子程序流程圖 14 時(shí)鐘計(jì)時(shí)子程序流程圖 15 設(shè)定時(shí)間子程序流程圖 15 鬧鐘子程序流程圖 17第 4 章 調(diào)試 18結(jié)論與展望 19致 謝 20參考文獻(xiàn) 21附錄 A：系統(tǒng)原理圖 22附錄 B：外文文獻(xiàn)及其譯文 23附錄 C：主要參考文獻(xiàn)題錄及摘要 29附錄 D：程序清單 31基于單片機(jī)的秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)IV插圖清單圖11 系統(tǒng)原理框圖 3圖21 AT89S51的引腳結(jié)構(gòu)圖 5圖22 時(shí)鐘電路 6圖23 復(fù)位電路 7圖24 DS1302引腳圖 8圖25 DS1302與單片機(jī)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(yáng)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(shí)間子程序流程圖 14圖33 顯示程序流程圖 14圖34 秒表計(jì)時(shí)子程序流程圖 15圖35 時(shí)鐘計(jì)時(shí)子程序流程圖 15圖36 設(shè)定時(shí)間子程序流程圖 16圖37 調(diào)時(shí)/ 定時(shí)子程序流程圖 16圖38 時(shí)鐘鬧鈴子程序流程圖 17XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V插表清單表 21 P3 口的第二功能表 6基于單片機(jī)的秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì) 0 引 言近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)也正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)二個(gè)分支。單片機(jī)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(yīng)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(shí)數(shù)模電技術(shù)、微電子技術(shù)也快速發(fā)展使得大量集成芯片出現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)很多簡(jiǎn)單功能代替了原來(lái)的模擬電路。這樣利用單片機(jī)、集成芯片和電子電路就可以很方便的進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中最典型、現(xiàn)在應(yīng)用也很多的就是電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)就是利用單片機(jī)技術(shù)將秒表和時(shí)鐘兩種計(jì)時(shí)器的功能集中到一種計(jì)時(shí)裝置上，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器功能的集成化，使其使用起來(lái)更加方便。本設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)就是在硬件設(shè)計(jì)中采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，大大簡(jiǎn)化了硬件電路，從而使設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)便易行。本設(shè)計(jì)共分四章來(lái)進(jìn)行介紹。第一章為概述，主要介紹了設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、總體思路及方案的確定，使大家對(duì)本系統(tǒng)有一個(gè)大致的了解。第二章為硬件設(shè)計(jì)，將方案中的各模塊分節(jié)進(jìn)行介紹，并對(duì)其中的器件和芯片等的特點(diǎn)和應(yīng)用給以分析。第三章為軟件的設(shè)計(jì)，根據(jù)硬件電路和設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)軟件，包括系統(tǒng)主程序和各子程序框圖并對(duì)各程序簡(jiǎn)單介紹，在設(shè)計(jì)的最后將附上軟件源程序.XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 概述單片微型計(jì)算機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，它成為今天工業(yè)控制領(lǐng)域、通信設(shè)備、信息處理以及日常生活中最廣泛使用的計(jì)算機(jī)。如數(shù)控電梯機(jī)床、交通管理系統(tǒng)、電腦、手機(jī)、電子詞典和各種智能醫(yī)療器械等，其中單片機(jī)用于電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是非常方便的。秒表和時(shí)鐘是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ?、?yīng)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(shí)間的控制是非常重要的，而秒表在時(shí)間控制中起著舉足輕重的作用；而時(shí)鐘的應(yīng)用更廣泛，它不但可以告訴人們時(shí)間，還可以應(yīng)用于其它一些產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)時(shí)間的控制，比如應(yīng)用于工業(yè)控制中實(shí)現(xiàn)定時(shí)報(bào)警、家用電器定時(shí)工作等等。因此研究這兩種計(jì)時(shí)器有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義，本設(shè)計(jì)是將這兩種計(jì)時(shí)器的功能集中于一個(gè)計(jì)時(shí)器上，使其使用更加方便。隨著計(jì)時(shí)器廣泛的應(yīng)用，其無(wú)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(lǐng)域都起到非常重要的作用，隨著各領(lǐng)域的發(fā)展人們應(yīng)用計(jì)時(shí)器并對(duì)計(jì)時(shí)器的功能提出了更高的要求。怎樣讓計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn)更多的功能很好的為人們服務(wù)，這就要求人們?cè)谠杏?jì)時(shí)器的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)制造出更多新型多功能計(jì)時(shí)器件。本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)電路中,除了基本的單片機(jī)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(jī)技術(shù)日趨成熟的今天，其靈活的硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)，讓單片機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎是從小的電子產(chǎn)品，到大的工業(yè)控制，單片機(jī)都起到了舉足輕重的作用。單片機(jī)小的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)幾乎是所有具有可編程硬件的一個(gè)縮影，單片機(jī)的學(xué)習(xí)和研究是對(duì)微機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究的簡(jiǎn)捷途徑。用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)不僅具有秒表和時(shí)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(jī)的資源和運(yùn)算控制能力，具有功能多、顯示全、成本低的特點(diǎn)。 課題的總體設(shè)計(jì)及思路本設(shè)計(jì)秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制核心，從各個(gè)控制模塊，如顯示模塊、鍵盤模塊、實(shí)時(shí)控制模塊等來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件電路的設(shè)計(jì)。通過定時(shí)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制,再經(jīng)過單片機(jī)將時(shí)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(shí)鐘計(jì)時(shí)功能的切換以及時(shí)間的調(diào)整。此外，系統(tǒng)中時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的定時(shí)也采用按鍵來(lái)設(shè)定，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，系統(tǒng)中的音樂電路播放動(dòng)聽的樂曲。計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)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(shí)鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路來(lái)組成，還可以利用單片機(jī)配以專用時(shí)鐘芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些方法都各有特點(diǎn)，其中利用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)鐘編程靈活，便于時(shí)鐘功能的擴(kuò)充，精確度也很高。本設(shè)計(jì)采用的就是最后一種方法。即以單片機(jī)為核心，時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)，鍵盤設(shè)定、校正時(shí)間，數(shù)碼管顯示相應(yīng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。因此時(shí)鐘系統(tǒng)中我們需設(shè)計(jì)較好的單片機(jī)的最小系統(tǒng)、顯示電路、鍵盤電路和時(shí)鐘芯片與單片機(jī)的接口電路。經(jīng)過以上簡(jiǎn)單的分析可以得到本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理方框圖如圖 11 所示基于單片機(jī)的秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì) 2 單片機(jī)最小系統(tǒng)顯 示電路鍵 盤電路時(shí)鐘電路鬧鈴電路圖 11 系統(tǒng)原理框圖本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是常用的模塊分析法，即將系統(tǒng)分為幾個(gè)子模塊分別設(shè)計(jì)。主要分為五個(gè)大模塊設(shè)計(jì)，即單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、時(shí)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(shè)計(jì)中就按照以上的各模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 硬件電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路和方案確定后就可進(jìn)行系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。硬件電路是一個(gè)系統(tǒng)非常重要的部分，它設(shè)計(jì)的結(jié)果直接影響系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和系統(tǒng)的性能指標(biāo)。第1 章中已經(jīng)指出本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用模塊法，將系統(tǒng)分為單片機(jī)最小系統(tǒng)、時(shí)鐘電路、顯示電路和鍵盤電路四個(gè)子模塊，本章將對(duì)各模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)介紹。系統(tǒng)的總原理圖將在附錄里給出 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng)是指單片機(jī)能正常工作所必需的最小組成部分，主要包括單片機(jī)及其時(shí)鐘電路和對(duì)其進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位電路及電源電路。因此需選擇合適單片機(jī)、設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路和復(fù)位電路以保證單片機(jī)的工作。 單片機(jī)的選擇及介紹單片機(jī)雖然種類繁多但不論哪種其內(nèi)部結(jié)構(gòu)都大同小異，都是把中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、只讀存儲(chǔ)器 ROM、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以及 I/O 口電路等主要微型機(jī)部件集成在一個(gè)芯片上，使單片機(jī)向著穩(wěn)定可靠、體積小、功能強(qiáng)、速度快和價(jià)格廉的方向發(fā)展。單片機(jī)的典型代表是 MCS51 系列單片機(jī)，后來(lái)又以其的技術(shù)核心