【正文】 have been widely used in life, the control center is a singlechip digital clock. Achieve timing functions through the microcontroller clock signal is reached, the time data can be output via the MCU using the display shows the results. When the school, timing, alarm clock, countdown and other functions using the keyboard implementation. The graduation AT89C2051 through 51 series multifunction digital electronic clock design, Using C programming language, can be achieved in seconds, minutes, hours and days, months, years to accurately display, timing alarm clock and other functions. The graduate design electronic clock system by the clock circuit, LED display circuit, timer alarm circuit, key adjustment circuit. Programmable digital clock chip has the advantage of easy extensions, for leave a temperature sensor, a power outlet on the board and others,it is very easy for extensions.Keyword: MCU。公元130年的東漢時(shí)期張衡制作出了水云渾天儀，水云渾天儀的動(dòng)力來著落水，是觀測天象的最早機(jī)械計(jì)時(shí)器，為機(jī)械天文鐘的鼻祖。早在1880年，法國科學(xué)家皮埃爾經(jīng)研究，科學(xué)家用電子鐘和以石英晶體制成的振蕩計(jì)時(shí)器成功制成了石英鐘。石英鐘迅速發(fā)展，到1970年前后，石英鐘變得越來越精致小巧，它已經(jīng)既是實(shí)用品，也是一件高雅的裝飾品。鐘表作為一種計(jì)時(shí)器具，它的出現(xiàn)創(chuàng)造了時(shí)間計(jì)量新的里程碑。這翻天覆地的轉(zhuǎn)變以閃電般的速度沖擊上了傳統(tǒng)的國內(nèi)鐘表制造業(yè)。到了最近的十余年，通過自主研發(fā)，對新技術(shù)的投資與發(fā)展機(jī)芯質(zhì)量的穩(wěn)定性、實(shí)用性等各方面都有了提高，對手機(jī)表機(jī)芯研制與開發(fā)成了新的主流方向。一支新的充滿智慧、勇敢、活力的鐘表精英在中國這塊土地上茁壯的成長。 研究背景本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的多功能數(shù)字電子鐘的核心是采用目前應(yīng)用最為普遍的51系列單片機(jī)[1] [2]，加上配置了外圍設(shè)備，從而組成了一個(gè)可編程的定時(shí)和計(jì)時(shí)的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是可靠性高，體積小，功能多等。各種產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率變得愈來愈快，電子鐘不論在性能上，還是在外觀上亦或是用途上都為滿足市場需要發(fā)生了巨大的變化，市面上大多電子鐘都已具備電子鬧鐘功能、溫度檢測、電子秒表等多種功能。鐘表的數(shù)字化在為我們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利的同時(shí)，已經(jīng)不僅局限于原先的報(bào)時(shí)功能，它的功能越來越多，越來越人性化，為人類的生活貢獻(xiàn)出自己的力量，例如定時(shí)自動(dòng)提醒、定時(shí)自動(dòng)開啟開關(guān)、定時(shí)自動(dòng)關(guān)閉開關(guān)、時(shí)間程序按時(shí)自動(dòng)控制、自動(dòng)按時(shí)通斷動(dòng)力設(shè)備、以及其他各類定時(shí)電路及電氣的自動(dòng)啟用等，以上所述都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。精確無誤的時(shí)間已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)安全運(yùn)行的基本準(zhǔn)則，電子化的時(shí)代時(shí)間稍微一點(diǎn)的誤差，都將會(huì)造成一系列不可估量的嚴(yán)重后果和巨大的經(jīng)濟(jì)損失 。在這里可以選用數(shù)碼管顯示技術(shù)或者液晶顯示技術(shù)其中一種作為輸出設(shè)備顯示器?，F(xiàn)今的新生代產(chǎn)品幾乎都是運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，伴隨著單片機(jī)迅速發(fā)展，性價(jià)比在愈來愈高，應(yīng)用新一代的產(chǎn)品變得越來越普遍。隨著單片機(jī)的普遍運(yùn)用，各種功能的電子產(chǎn)品的出現(xiàn)不僅解決了各種問題，減輕了人的勞動(dòng)，大大拓展了數(shù)字化的范圍，促進(jìn)了數(shù)字化在家庭中的發(fā)展進(jìn)程。未來的儀表儀器應(yīng)該是數(shù)字化、智能化、柔性化和多功能化的，而運(yùn)用單片機(jī)這些功能都能夠得到實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)研究內(nèi)容多功能數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)是利用電子技術(shù)設(shè)計(jì)出一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘，數(shù)字鐘可以將“時(shí)”、”分”、“秒”顯示給人的計(jì)算時(shí)間的裝置[6]。鐘表的發(fā)展經(jīng)歷了各個(gè)時(shí)期，現(xiàn)如今電子的快速發(fā)展，電子鐘的為人們的便利數(shù)字化健康生活做出越來越大的貢獻(xiàn)，電子鐘的設(shè)計(jì)與研究有著實(shí)際意義。單片機(jī)是把中央處理器CPU、只讀存儲器ROM、隨機(jī)存儲器RAM、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、多種I/O口和中斷系統(tǒng)等運(yùn)用超大規(guī)模的集成電路的技術(shù)集成在一塊硅片上，構(gòu)成了一個(gè)小而功能完善的小計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集成電路芯片[8] [9] [10]。在工業(yè)控制領(lǐng)域，MCS48系列單片機(jī)的推出與運(yùn)用標(biāo)志著計(jì)算機(jī)的智能化已經(jīng)進(jìn)入到應(yīng)用嵌入式芯片的形態(tài)探索的新階段[13]。它主要在如下幾個(gè)方面奠定了如今通用總線型單片機(jī)典型的結(jié)構(gòu)體系：①完善的總線結(jié)構(gòu)：串行總線：通信總線，擴(kuò)展總線；并行總線：8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線以及相應(yīng)的控制總線，兩個(gè)獨(dú)立的地址空間。MCS51系列單片機(jī)已開始蔓延到各大電氣商，許多電氣公司爭相使用80C51作為核心，把大多測控系統(tǒng)中需要使用到的接口技術(shù)、電子電路技術(shù)、可靠性技術(shù)運(yùn)用在單片機(jī)上；伴隨單片機(jī)的內(nèi)外圍的功能電路不斷強(qiáng)大，智能控制器典型特征得到了明顯的強(qiáng)化。d)提供OTP的供應(yīng)狀態(tài)，可以運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)大規(guī)模批量生產(chǎn)。這一時(shí)期的特點(diǎn)表現(xiàn)為：(1) 電氣商、 半導(dǎo)體商加入戰(zhàn)爭MCS48單片機(jī)的巨大成功，迅速刺激了各個(gè)半導(dǎo)體公司，他們爭相研制和努力發(fā)展各自的單片機(jī)系列。比如，80C51屬于通用型單片機(jī)，因?yàn)樗⒎菫榱四骋环N專門用途而專門設(shè)計(jì)的單片機(jī)；而專用型單片機(jī)是針對一個(gè)特定產(chǎn)品或某一類產(chǎn)品特定的需要而設(shè)計(jì)、最后生產(chǎn)出來的單片機(jī)。精簡指令集結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是成本相對較低，指令和尋址方式少，結(jié)構(gòu)簡單，能夠較快的執(zhí)行程序，已經(jīng)成為單片機(jī)中一顆閃亮的新星，如PIC、Z86HCXXX和EM78XX；而繁雜指令集結(jié)構(gòu)(CISC)具有尋址方式多，指令數(shù)量豐富，適合初學(xué)者的系統(tǒng)的學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，如英特爾的80C51或MC68K、80C196。 1980年由美國的INTE公司推出的MCS51系列單片機(jī)，對比于MCS48單片機(jī)，功能更加強(qiáng)大，擁有先進(jìn)的結(jié)構(gòu)，在本來的基礎(chǔ)上也增添了更多的電路單元和系統(tǒng)指令,指令數(shù)達(dá)到了111條。最近幾年C51更是迅猛的發(fā)展，C51的發(fā)源公司是INTEL公司，PHILIPS公司從未拋卻改善單片機(jī)的性能，在原來的基礎(chǔ)上已發(fā)展出了A/D轉(zhuǎn)換器，高速I/O口，脈寬調(diào)制PWM、WDT等增強(qiáng)的功能，并且在功耗微小、低電壓、網(wǎng)絡(luò)控制總線CAN和擴(kuò)展串行總線I2C等功能都做了相應(yīng)完善?？梢灶A(yù)見在不久的將來，隨著各種電子產(chǎn)品的發(fā)展，性能強(qiáng)大、功能多、低電壓、高速度、存儲器容量大、功耗低的單片機(jī)將會(huì)出現(xiàn)在我們面前。這次將由兩大模塊組成：由AT89C2051單片機(jī)控制的模塊和由LED實(shí)現(xiàn)顯示的模塊。當(dāng)對端口寫1時(shí)，經(jīng)由內(nèi)部的上拉電阻就已經(jīng)把端口拉到了高電位，此時(shí)可作為輸入口[12]。P3口：8位雙向的I/～，這7個(gè)I/O端口都帶有內(nèi)部上拉電阻。另外P3口作輸入口時(shí)，由于內(nèi)部具有上拉電阻，這時(shí)被外部信號拉低的那些引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（Iil）。做乘法運(yùn)算時(shí)，乘數(shù)和運(yùn)算結(jié)果中積的高字節(jié)存都放在B上；做除法運(yùn)算時(shí)，除數(shù)和余數(shù)也都需要存放在B上。 D7 RS1 RS0 OV — PCy：進(jìn)位是標(biāo)志。OV：溢出標(biāo)志位，如果運(yùn)算結(jié)果溢出，OV為“1”，其他為“0”。【片內(nèi)工作寄存器組】RSRS0與片內(nèi)工作寄存器組的對應(yīng)關(guān)系【21個(gè)特殊功能寄存器SFR】控制器：指令寄存器IR和指令譯碼器?！緳C(jī)器復(fù)位后，SP←07H ，所以可以知道壓棧的第一個(gè)數(shù)據(jù)在08H單元中】。特殊提醒的是在這128個(gè)儲存單元構(gòu)成的SFR塊中，那些未被占用的單元不能使用！【SER塊中具有位尋址功能寄存器的位地址】【存儲器】數(shù)據(jù)存儲器（即RAM）MCS51系列可分3部分，有128B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器： LED顯示模塊研究表面有部分的半導(dǎo)體材料，注入到PN結(jié)構(gòu)中的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子會(huì)產(chǎn)生復(fù)合，并以發(fā)光的形式釋放出能量，這樣就把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。如果發(fā)光二極管的陰極全部連接在一起，再全部連接低電平的稱做共陰極數(shù)碼管，如圖33所示，發(fā)光二極管的陽極全部連接在一起，再全部連接到電源正極的稱做共陽極數(shù)碼管，如圖34所示。1)靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)又稱直流驅(qū)動(dòng)。此時(shí)如果單片機(jī)輸出了字形碼，那么其他的數(shù)碼管都接收到一樣的字形碼，打開需要顯示的數(shù)碼管的選通控制，該位就會(huì)顯示出字形，而沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)顯示。校時(shí)的功能：點(diǎn)按一下S1，那么當(dāng)前時(shí)間和冒號轉(zhuǎn)變成閃爍狀態(tài)，點(diǎn)按下S2則小時(shí)位會(huì)累加1，點(diǎn)按S3則分鐘位會(huì)累加1，其中秒時(shí)不能調(diào)。鬧鈴聲為蜂鳴器長鳴3秒鐘。點(diǎn)擊S2會(huì)開始進(jìn)行秒表計(jì)時(shí)，再次點(diǎn)擊S2就會(huì)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)點(diǎn)擊S3則秒表清零。 復(fù)位電路51單片機(jī)的復(fù)位需要通過外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)[1]。上電復(fù)位是指給系統(tǒng)上電的時(shí)候，復(fù)位電路通過電容會(huì)給RST復(fù)位引腳一個(gè)短暫的高電平信號，電容充電時(shí)間影響RST引腳復(fù)位的高電平能夠維持的時(shí)間，復(fù)位信號伴隨VCC對電容的充電過程而變化。 按鍵電路按鍵的開關(guān)可以通過電路高、低電平的變化來控制。所以一般需要采取延時(shí)或者其他措施消除抖動(dòng)，杜絕CPU屢次處理按鍵的同一次閉合。比較常用的時(shí)鐘電路有兩種，分別為內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘兩種方式。 顯示控制電路我們采用的是LED共陽極顯示屏，當(dāng)我們給相應(yīng)的數(shù)碼管高電平時(shí)，相應(yīng)的數(shù)碼管就會(huì)發(fā)亮。本文采用的八個(gè)數(shù)碼管均為共陽極的。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的八個(gè)數(shù)碼管都采用了動(dòng)態(tài)顯示方式來顯示時(shí)間。 電源電路 綜合電路的實(shí)現(xiàn)鑒于對每個(gè)模塊電路的設(shè)計(jì)和分析，結(jié)合了我們最終想要完成的電子鐘需要實(shí)現(xiàn)的顯示功能和滿足基本的調(diào)時(shí)功能、倒計(jì)時(shí)功能[7]。 調(diào)時(shí)功能本設(shè)計(jì)有三個(gè)按鍵，系統(tǒng)就進(jìn)入調(diào)整的狀態(tài)；，系統(tǒng)則進(jìn)入相應(yīng)的操作；，系統(tǒng)則進(jìn)入相應(yīng)操作。時(shí)的顯示由前兩位負(fù)責(zé)，分鐘的顯示由第三和第四位負(fù)責(zé)，秒的顯示則由第五和第六位完成。6電路仿真 Proteus軟件簡介Protues軟件是一款廣泛運(yùn)用的EDA工具軟件由英國的公司Labcenter electronics出版。是當(dāng)今世界上唯一能夠把PCB的設(shè)計(jì)軟件、電路的仿真軟件與虛擬模型的仿真軟件完美統(tǒng)一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持805PIC、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年還增加了DSP和Cortex系列的處理器，一直都在努力更新增加其余系列處理器的模型。用戶能夠?qū)崟r(shí)采用RAM，ROM，LED，LCD，鍵盤， AD/DA，部分IIC器件，部分SPI器件等； （2）仿真處理器和外圍電路。 Proteus的功能模塊Proteus具有四大功能模塊1）智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）擁有數(shù)目眾多的器件庫：擁有超出27000種的元器件，還能夠方便地創(chuàng)建新元件；可智能搜索器件：只需通過模糊搜索就可以快速定位所需要的器件；智能化連線功能：智能連線功能讓連接導(dǎo)線簡單快捷，大大減少了繪圖的時(shí)間；可支持總線的結(jié)構(gòu)：總線布線和總線器件讓電路設(shè)計(jì)簡單明了；可輸出高質(zhì)量清晰的圖紙：通過個(gè)性化的設(shè)置，能夠生成滿足各種印刷質(zhì)量要求的BMP圖紙，能夠方便地讓W(xué)ORD、POWERPOINT等各類文檔使用。 4）實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺原理圖達(dá)到PCB的快捷通道：完成原理圖設(shè)計(jì)后，能夠一鍵進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中，完美實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)；擁有自動(dòng)布局/布線的功能：擁有自動(dòng)布局和人工布局相關(guān)器件；能夠無網(wǎng)格的自動(dòng)布線或者人工布線；能夠進(jìn)行引腳交換和門交換實(shí)現(xiàn)了PCB合理設(shè)計(jì)； PCB設(shè)計(jì)功能完善：能夠設(shè)計(jì)2個(gè)絲印層，含板邊的4個(gè)機(jī)械層，銅箔層16個(gè)，用戶能夠靈活設(shè)置布線的策略，對自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行檢查，預(yù)覽3D可視化；能夠多種格式輸出：有多種格式的文件輸出供選擇，Gerber文件能夠?qū)牖蛘邔?dǎo)出，能夠跟其它PCB的設(shè)計(jì)工具互轉(zhuǎn)及設(shè)計(jì)和加工PCB板。能夠在同一個(gè)電路中任意的調(diào)用同一儀器。 （4）Protues擁有非常豐富的調(diào)試手段。 電路仿真設(shè)計(jì)通過對電路的設(shè)計(jì)，我們使用學(xué)習(xí)的Protues仿真軟件對已經(jīng)搭建的電路進(jìn)行了仿真，并根據(jù)仿真修改。 本章小結(jié)通過學(xué)習(xí)和使用Protues軟件，利用了其強(qiáng)大的仿真功能，強(qiáng)大的元件庫，我們最終得到能夠滿足功能要求的多功能數(shù)字電子鐘的程序。 校時(shí)功能鬧鐘功能展示圖，點(diǎn)擊二下S1，顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)變成22：10：00，冒號顯示長亮狀態(tài)。 鬧鐘功能（一） 鬧鐘功能（二）倒計(jì)時(shí)功能展示圖，點(diǎn)按三下S1，顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)變成0，冒號變成了長滅狀態(tài)。 秒表功能計(jì)數(shù)器功能展示圖，當(dāng)點(diǎn)擊五次S1，顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)變成00：00：00，冒號顯示長滅狀態(tài)，點(diǎn)擊S2則計(jì)數(shù)器累加1，點(diǎn)擊S3則計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零。（5）學(xué)習(xí)仿真軟件，整理修改得到滿足本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的程序，購買相關(guān)零件，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)作品。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓我明白了堅(jiān)持才能勝利，過程很辛苦，很難，只要你堅(jiān)持不放棄，逼自己一把你才能有提高，才能有長進(jìn)，最后才能品嘗勝利的果實(shí)。（3）外觀設(shè)計(jì)讓電子鐘更加美觀，時(shí)尚。對于我在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中遇到的問題，耐心仔細(xì)的提供幫助，開闊我的思路，指引方向，讓我走出困境，品嘗到勝利的喜悅。 if(count_count=2){ count_count=0。 if(count_minute=60){ count_minut