【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 MCS51 單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì) — 1— 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題 基于 MCS51 單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 學(xué)生 系部 培訓(xùn)與繼續(xù)教育學(xué)院 班級(jí) 應(yīng)用電子 081 學(xué)號(hào) 0808120216 指導(dǎo)教師 吳世富 裝訂交卷日期 2021 年 4 月 2 日 裝訂順序 : （ 1）封面（ 2）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定記錄表 （ 3）標(biāo)題、中文摘要及關(guān)鍵詞（ 4）正文 （ 5）參考文獻(xiàn)（ 6）附錄 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定記錄表 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 MCS51 單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì) — 2— 注： （論文）成績(jī)?cè)u(píng)定； 20%、卷面評(píng)閱成績(jī)占 50%、答辯成績(jī)占 30%，在上面的評(píng)分表中，可分別按 20 分、 50 分、 30 分來(lái)量化評(píng)分，三項(xiàng)相加所得總分即為總評(píng)成績(jī)，總評(píng)成績(jī)請(qǐng)轉(zhuǎn)換為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五等級(jí)計(jì)分。 培訓(xùn)與 繼續(xù)教育學(xué)院制 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定記錄表 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（包含學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)期間的表現(xiàn)） : 成績(jī)（平時(shí)成績(jī)） : 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)（評(píng)閱成績(jī)） : 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 答辯情況記錄 : 答辯成績(jī) : 答辯委員會(huì)主任 (或答辯教師小組組長(zhǎng) )簽名 : 年 月 日 總評(píng)成績(jī) : 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（包含學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)期間的表現(xiàn)） 成績(jī)（平時(shí)成績(jī)） : 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 MCS51 單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì) — 3— 注： （論文）成績(jī)?cè)u(píng)定； 40%、卷面評(píng)閱成績(jī)占 60%，在上面的評(píng)分表中，可分別按 40分、 60 分來(lái)量化評(píng)分，二項(xiàng)相加所得總分即為總評(píng)成績(jī)，總評(píng)成 績(jī)請(qǐng)轉(zhuǎn)換為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五等級(jí)計(jì)分。 培訓(xùn)與繼續(xù)教育學(xué)院制 基于 MCS51 單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 全 浩 摘要： 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展，縱觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置 ， 到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能 IC 卡、電子寵物等，這些都離不開單片機(jī)。單片機(jī)是集 CPU ,RAM ,ROM ,定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)（評(píng)閱成績(jī)） : 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 總評(píng)成績(jī) : 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 MCS51 單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì) — 4— 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(guò)對(duì)它的學(xué)習(xí) 、 應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟 （ 硬 ）件的能力。 本文通過(guò)對(duì)一個(gè)基于單片機(jī)的能實(shí)現(xiàn)萬(wàn)年歷功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、了解單片機(jī)相關(guān)指令在各方面的應(yīng)用 ， 數(shù)碼管與單片機(jī)的接口采用動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)，利用了 RTC芯片的系統(tǒng)自帶電池功能來(lái)實(shí)現(xiàn)斷電時(shí)保存一些重要數(shù)據(jù)，以便來(lái)電時(shí)正確顯示信息的功能。 系統(tǒng)由主控制器 AT89C5時(shí)鐘電路 DS130顯示電路、按鍵電路、和復(fù)位電路等部分構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘日歷顯示的功能，能進(jìn)行時(shí)、分、秒的 顯示。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 數(shù)字鐘 動(dòng)態(tài) LED顯示 第一章 引言 隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的個(gè)人領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。單片機(jī)以體積小、功能全、性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制、家用電器、通信設(shè)備、信息處理、尖端武器等各種測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭，單片機(jī)開發(fā)技術(shù)已成為電子信息、電氣、通信、自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)。電子數(shù)字鐘是單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中一個(gè)很常用的課題，因?yàn)樗泻芎玫拈_放性和可發(fā)揮性，不僅考察了實(shí)驗(yàn)者對(duì)單片機(jī)的掌握能力，更加強(qiáng)調(diào)了對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展的應(yīng)用，而 且在操作的設(shè)計(jì)上要力求簡(jiǎn)潔，功能上盡量齊全，顯示畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 MCS51 單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì) — 5— 界面也要出色。 數(shù)字顯示的日歷鐘已經(jīng)越來(lái)越流行，特別是適合在家庭居室、辦公室、大廳、會(huì)議室、車站和廣場(chǎng)等使用，逐漸受到人們的歡迎。 LED 數(shù)字顯示的日歷鐘顯示清晰直觀、走時(shí)準(zhǔn)確、可以進(jìn)行夜視，并且還可以擴(kuò)展出多種功能。 第二章 設(shè)計(jì)方案選擇 2． 1 主控制部分 采用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)。 可選用 ALTERA 公司的 FLEX10K 系列PLD器件。設(shè)計(jì)起來(lái)結(jié)構(gòu)清晰，各個(gè)模塊，從硬件上設(shè)計(jì)起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，控制與顯示的模塊間的連接也會(huì)比較方便。但是考慮到本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)， EDA在功能擴(kuò)展上比較受局限，而且 EDA 占用的資源也相對(duì)多一些。從成本上來(lái)講，用可編程邏輯器件來(lái)設(shè)計(jì)也沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì)。 采用 16位單片機(jī)設(shè)計(jì)。 16 位單片機(jī)有豐富的中斷源和時(shí)基，方便本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，它的準(zhǔn)確度相當(dāng)高，并且 C語(yǔ)言和匯編兼容的編程環(huán)境也很方便來(lái)實(shí)現(xiàn)一些遞歸調(diào)用， I/O口功能也比較強(qiáng)大，方便使用。用凌陽(yáng) 16 位單片機(jī)做控制器最有特色的就是它的可編程音頻處理，可完成語(yǔ)音的錄制播放和識(shí)別。這些都方便對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行擴(kuò)展，使設(shè)計(jì)更加完善，成本也相對(duì)較低。 采用 89C51芯片作為硬件核心，內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲(chǔ)空間 ,能工作于 3V的超低壓 ,而且與 MCS51系列單片機(jī)完全兼容 ,但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備 ISP 在線編程技術(shù) , 當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對(duì)芯畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 MCS51 單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì) — 6— 片的多次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。 采用 AT89C52,片內(nèi) ROM全都采用 Flash ROM，能以 3V 的超底壓工作，同時(shí)也與 MCS51系列單片機(jī)完全該芯片內(nèi)部存儲(chǔ)器為 8KB ROM 存儲(chǔ)空間，同樣具有 89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí) ，不需要對(duì)芯片多次拔插，所以不會(huì)對(duì)芯片造成損壞，故應(yīng)選用 AT89C52作為主控制系統(tǒng)。 2． 2 顯示部分 液晶顯示方式。 采用液晶顯示屏 ,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大 ,可顯示大量文字 ,圖形 ,顯示多樣 ,清晰可見(jiàn) ,但是價(jià)格昂貴 ,需要的接口線多 ,所以在此設(shè)計(jì)中不采用液晶顯示屏 . LED 數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示方式。 LED數(shù)碼管價(jià)格適中 ,對(duì)于顯示數(shù)字最合適 ,而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí) ,占用的單片機(jī)口線少。 操作較液晶顯示略顯繁瑣，但總體同樣可以做到比較人性化。所以，最后選擇 LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方案。 第三章 主要器件簡(jiǎn)介 3． 1 LED顯示器 3． 1． 1 LED 顯示器的結(jié)構(gòu) LED 顯示塊是發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段 LED。七段 LED 內(nèi)部由 7 個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 MCS51 單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì) — 7— 本設(shè)計(jì)中采用的是紅色七段數(shù)碼管，每一段數(shù)碼管內(nèi)部相當(dāng)于有一個(gè)發(fā)光二極管。發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?，只有?dāng)外加的正向電壓使得正向電流足夠大時(shí)才發(fā)光， 它的開啟電壓比普通二極管的大， 在 － 之間。正向電流越大，發(fā)光越強(qiáng)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 31。 3． 1． 2 LED 的接線形式 根據(jù)內(nèi)部發(fā)光二極管的接線形式分成共陰極型（公共點(diǎn)接地）和共陽(yáng)極型（公共點(diǎn)接電源）。單片機(jī)與七段顯示器的接口，分成靜態(tài)顯示接口和動(dòng)態(tài)顯示接口。靜態(tài)接口是每個(gè)七段顯示器單獨(dú)用一組寄存器控制，將其公共點(diǎn)接地；動(dòng)態(tài)接口使用兩組寄存器，幾個(gè)顯示器的七段用一組寄存器控制，該寄存器稱作段選寄存器，另一組寄存器控制這幾個(gè)七段顯示器的公共點(diǎn)，控制這幾個(gè)顯示器逐個(gè)循環(huán)點(diǎn)亮。適當(dāng)選擇循環(huán)速度，利用人眼“視覺(jué)暫留”效應(yīng)，使看上去好像這幾個(gè)七段顯示器同時(shí)在顯示一樣?？刂乒颤c(diǎn)的寄存器稱 為位選寄存器。本次設(shè)計(jì)中采用共陽(yáng)極型接法，公共級(jí)通過(guò)一個(gè) PNP 三極管與12V 的電源相連，接口采用動(dòng)態(tài)顯示。 3． 2 單片機(jī) AT89C52 簡(jiǎn)介 AT89C52 是美國(guó) ATMEL 公司