【正文】 .......................................... 3 本課題的研究方法及預(yù)期達(dá)到的目的 ........................................ 4 2 總體控制方案設(shè)計(jì) ..................................................................................... 5 數(shù)字時(shí)鐘的工作原理 .................................................................... 5 單片機(jī)的選型 ................................................................................ 5 AT89C51 單片機(jī)介紹 .................................................................... 7 總體方案設(shè)計(jì) ................................................................................ 8 3 硬件設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 9 鍵盤模塊 ........................................................................................ 9 顯示模塊 ........................................................................................ 9 復(fù)位電路 ...................................................................................... 12 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 .......................................................................... 13 4 軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 15 總體軟件設(shè)計(jì) .............................................................................. 15 中斷服務(wù)函數(shù) .............................................................................. 15 計(jì)時(shí)子函數(shù) .................................................................................. 16 鬧鐘子函數(shù)流程圖 ...................................................................... 17 鍵盤掃描子函數(shù) .......................................................................... 18 時(shí)間和鬧鐘的設(shè)置 ..................................................................... 19 軟件設(shè)計(jì)總結(jié) ............................................................................. 20 5 總結(jié) .............................................................................................................. 21 6 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................... 22 7 致謝 ............................................................................................................... 22 附錄 ..................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 摘要 近年來， 電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì) 的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高 。數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過老式機(jī)械鐘。在此次設(shè)計(jì)中，電路具有顯示時(shí)間的其本功能，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的調(diào)整。 關(guān)鍵字 ：?jiǎn)纹瑱C(jī) 數(shù)字時(shí)鐘 2 ABSTRACT In recent years, electronic technology has gained rapid development, modern electronic products has been used in almost all spheres of society, It’s a strong impetus to the development of social productivity and improvement in the level of social information. The performance of modern electronic products also has been further improved. The digital clock timing is a digital circuit which displays hour, minute, second. The accuracy, stability of digital clock is far more than the oldfashioned mechanical clock. In this design, we use 8segment LED digital display, and displayed according to digital dynamic display principle with a 12MHz crystal oscillator pulse and the timer count, and an external speaker is used as the ring. In this design, the circuit has the function to display time and the time can be adjusted. Because digital clock has the advantage of low prices, high precision, easy to use, multifunction, easy integration, it is loved by the majority of consumption, so it has been widely used. Keywords: singlechip machine digital clock 3 1． 概述 20 世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。 現(xiàn)在，以計(jì)算機(jī)和軟件為核心的數(shù)字化電子技術(shù)取得了迅猛發(fā)展，在其推動(dòng)下，廣泛滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、軍事、交通、通信等相關(guān)行業(yè)，而且電子產(chǎn)品幾乎深入到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域包括家電、娛樂、藝術(shù)、社會(huì)文 化等等，因此推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，在此同時(shí)也使得現(xiàn)在電子產(chǎn)品的性能一步步的提高，所以電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來越快。 單片機(jī)由于具有功能強(qiáng)、體積小、功耗低、價(jià)格便宜、使用便捷等特點(diǎn)，因 而單片機(jī)技術(shù)則為研究的熱點(diǎn)。以前必須由模擬電路或者數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法實(shí)現(xiàn)了。鐘表的數(shù)字化給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，譬如定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉電路、定時(shí)開關(guān)烘箱、自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間成都自動(dòng)控制、通斷動(dòng)力設(shè)備等等所有這些都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。 背景 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問世以來，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。 隨著科技的發(fā)展日益更新和社會(huì)的飛速進(jìn)步，人們對(duì)數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不能滿足人們的需求。 有關(guān)專家分析指出，我國電子商務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施將日臻完善，三網(wǎng)合一的潮 流勢(shì)不可擋，而今我們已進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代，數(shù)字鐘的使用將會(huì)越來越受歡迎。在不久的將來，數(shù)字鐘肯定會(huì)更深的被人們接受，走進(jìn)個(gè)個(gè)領(lǐng)域，千家萬戶，給人們帶來意想不到的方 便。因此，更為先進(jìn)的電子中的研究有著良好的發(fā)展前景和市場(chǎng)潛力。 本設(shè)計(jì)的數(shù)字時(shí)鐘具有功能強(qiáng)大，界面友好的特點(diǎn)。通過鍵盤可以進(jìn)行定時(shí)、校時(shí)功能。熟悉單片機(jī)邏輯功能及使用方法。 預(yù)期完成的任務(wù)包括數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)任務(wù)分析、方案選擇、功能實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)測(cè)試等。 5 2 總體控制方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)以 AT89C51 芯片為核心，輔以必要的外圍電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能齊全的電子時(shí)鐘，它由 5V 直流電源供電。通過 LED能夠較為準(zhǔn)確地顯示時(shí)、分、秒。軟件方面采用 C 語言編程。 選用單片機(jī)最小系統(tǒng)應(yīng)用程序 ， 添加比較程序、時(shí)間調(diào)整程序及蜂鳴程序，通過時(shí)間比較程序觸發(fā)蜂鳴，實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能，完成設(shè)計(jì)所需求的軟件環(huán)境。本設(shè)計(jì)應(yīng)解決的主要問題有兩大方面，即硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大方面。硬件電路部分致力于低成本、低功耗和易實(shí)現(xiàn)性。最后通過硬軟件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的精確計(jì)時(shí)、校時(shí)、三組鬧鐘設(shè)置和定時(shí)報(bào)警功能。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)： 多功能 單片機(jī)中盡可能地把所需要 的存儲(chǔ)器和 I/O 口都集成在一塊芯片上，使得單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。 有的單片機(jī)針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。 高效率和高性能 為了提高執(zhí)行速度和執(zhí) 行效率，單片機(jī)開始使用 RISC、流水線和 DSP 的設(shè)計(jì)技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機(jī)運(yùn)行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)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。使用高級(jí)語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。由于 CMOS 等工藝的大量采用，很多單片機(jī)可以在更低的電壓下工作（ 或 ），功耗已經(jīng)降低到 uA 級(jí)。 低價(jià)格 單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來的直接好處就是成本的降低。 考慮到本課題的數(shù)字時(shí)鐘功能較為簡(jiǎn)單，采用 51 系列單片機(jī)即可滿足要求，且在價(jià)格和功耗等方面具有優(yōu)勢(shì)，所以本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 單片機(jī)。 7 AT89C51 單片機(jī)介紹 圖 單片機(jī) AT89C51 引腳 圖 I/O引腳 （小標(biāo)題的格式不對(duì)） MCS51 單片機(jī)本身提供了 4 個(gè) 8 位的并行口，分別是 P0、 P P2 和 P3，共有 32 條I/O 口線。為了方便，將 4 個(gè)端口和其中的鎖存器都表示為 P0、 P P2 和 P3。 P0 是多功能 8 位雙向端口，可用作 低 8 位地址 /數(shù)據(jù)總線。 P2 為多功能口，可用作高 8 位地址總線。 VCC：正常操作、 EPROM 編程和校驗(yàn)是接 +5V。 外接晶振引腳 XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。 總體方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)包括單片機(jī) 、晶振電路、按鍵、段碼驅(qū)動(dòng)、位碼驅(qū)動(dòng)、 LED 數(shù)碼管、蜂鳴器電路等。當(dāng)按鍵 S1 第一次按下時(shí)，停止計(jì)時(shí)進(jìn)入鬧鐘 1 的秒設(shè)置，當(dāng)按鍵 S1 第二、第三次按下時(shí)，分別進(jìn)入鬧鐘 1 的分設(shè)置和時(shí)設(shè)置，當(dāng)按 S1 第四 、第五、第六次按下時(shí)分別進(jìn)入鬧鐘 2 的秒、分、 時(shí)設(shè)置，當(dāng)按 S1 第七 、第八、第九次按下時(shí)分別進(jìn)入鬧鐘 3 的秒、分、時(shí)設(shè)置，當(dāng)按 S1 第十 、第二一、第十二次按下時(shí)分別進(jìn)入時(shí)間的秒、分、時(shí)設(shè)置，在 S1 按下的各階段，可用