【正文】 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。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。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。 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。 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。所以不考慮。 （ 5） 可實現(xiàn)時分調(diào)整、時鐘功能轉(zhuǎn)換。 湖 北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 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。 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。 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?必需品 。 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。 digital tube 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目 錄 摘要 ???????????????????????????????? Ⅰ ABSTRACT ?????????????????????????????? Ⅱ 1 緒論 ??????????????????????????? ?? ??? 1 研究 的背景 ???????????????????? ????? ? 1 數(shù)字時鐘的意義與應(yīng)用 ????????????????? ? ?? ? 1 2 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 ???????????????????????? ? 4 3 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 ???????????????????? ? 13 4 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 ?????????????????? ? ? 20 5 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 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 參考文獻 ?????????????????????????????? 29 致謝 ???????????????????????????????? 30 附錄 程序清單 ??????????????????????????? ? 31 湖 北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 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。 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。 軟件方面采用 C 語言編程，使用 keil 軟件進行 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 。湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） I 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。 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。 關(guān)鍵 詞 ：單片機 ；數(shù)字電子時鐘； LED；數(shù)碼管 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） II ABSTRACT This 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。 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。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。因此， 更為先進的電子鐘的研究有著良好的發(fā)展前 景和市場潛力 。 （ 2） 以 24h（小時）計時方式。 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。 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)。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。其整體設(shè)計框圖如下圖 22 所示： 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。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。 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。這些特性使得單片機系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長的時間。 52系 列單片機 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 可擦除 Flash存儲空間為 8kb， 可用內(nèi)部 RAM存儲空間具有 256kb， 同時具有 32 位 I/O 口線， 片內(nèi)具有 數(shù)據(jù)指針 2個， 具有定時器三個計數(shù)器三個 。 P3口除可以作為通用的 I/O口使用外，其主要的功能是它的第二功能。單片機的最小系統(tǒng)包含有晶振電路和上電復(fù)位電路，兩者必不可少。 最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機要正常運行，必須具備一定的硬件條件，其中最主要的就是三個基本條件：（ 1）電源正常（ 2）時鐘正常 （ 3）復(fù)位正常。晶體可在 ~12MHz 之間任選，電容可在 5~30pF 之間選擇 ，電容 C1 和 C2的大小可起頻率微調(diào)的作用，電容大小要和晶體的容性負(fù)載阻抗相匹配，否則不易起振。 MCS51單片機有一個復(fù)位引腳 RST，采用施密特觸發(fā)輸入，對于 CHMOS 單片機，RST 引腳的內(nèi)部有一個低拉電路。 （ 1） 上電自動復(fù)位電路 對于 HMOS 型單片機，只要在 RST 復(fù)位端接一個電容至 VCC 和一個電阻至 VSS（地） ,就能實現(xiàn)上電自動復(fù)位。 10MHz 時約為 時約為 10ms，所以一般為了可靠的復(fù)位， RST在上電時應(yīng)保持 20ms 以上的高電平。 湖 北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 本次設(shè)計采用的是上電自動復(fù)位電路，其電路圖如圖 32 所示： 圖 32 單片機上電自動復(fù)位電路圖 由時鐘電路和復(fù)位電路組成的單片機的最小系統(tǒng)如圖 33所示： 圖 33 單片機最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 湖 北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 數(shù)碼管顯示電路 的設(shè)計 單個數(shù)碼管 簡介 LED數(shù)碼顯示器是由發(fā)光二極管組成的，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 32(c)所示。如圖 32(b)所示： 圖 34 共陰、陽極數(shù)碼管原理圖 本次設(shè)計使用的是共陽極數(shù)碼管，共陽極數(shù)碼管的所有陽極全部接在一起，電路連接時，公共端接高電平，因此我們要點亮的那個發(fā)光二極管就 需要給陰極送低電平，此時顯示數(shù)字的編碼是相反關(guān)系，數(shù)碼管內(nèi)部發(fā)光二極管點亮?xí)r，也需要5mA 以上的電流，而且電流不可過大，否則會燒毀發(fā)光二極管。四位一體的數(shù)碼管共有十二個引腳，每個引腳對應(yīng)著相應(yīng)的段選和位選，如下圖 35所示。 LED 顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動方式可分成靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。這里的源不是指電源而是指振蕩源。操作員通過鍵盤可以輸入數(shù)據(jù)或命令，實 現(xiàn)簡單的人機通信。每個按鍵單獨占用一根口線， I/O口線間的工作狀態(tài)互不影響。其檢測原理為：檢測時，先送一列為低電平， 其余幾列全為高電平，然后立即輪流檢測一次各行是否有低電平 ，若檢測到某一行為低電平，則我們便可確認(rèn)當(dāng)前被按下的鍵