【正文】 發(fā)光。MCS51是由包含PC在內(nèi)的一共有22個(gè)特殊功能的寄存器，每個(gè)除了有特定的名稱外，還擁有各自確定的地址，離散的分布于片內(nèi)RAM中，具體是在80H～FFH，共128個(gè)存儲(chǔ)單元中。數(shù)據(jù)指針寄存器：具有16位的寄存器，同時(shí)可以當(dāng)作兩個(gè)8位的寄存器DPH和DPL 。堆棧指針SP：擁有子程序的調(diào)用和中斷處理功能。程序計(jì)數(shù)器：其中存放了CPU執(zhí)行下一條指令的地址。RSRS0：為工作寄存區(qū)選擇位[11] [12]。：未定義。F0：用戶標(biāo)志位，用戶要決定程序的流向，可用軟件對(duì)F0置位“1”或清“0”實(shí)現(xiàn)。有借位或進(jìn)位兩種，則Cy＝0,否則Cy＝1；在做布爾運(yùn)算時(shí)，Cy充當(dāng)布爾處理器[22]。 F0 D2 D1 D0 D6 D5【PSW】 (D0H)不需要乘除運(yùn)算時(shí)，B則可以當(dāng)作通用寄存器[18] [19]。寄存器B：在 *、/ 運(yùn)算中需要寄存器B 。內(nèi)部單元：運(yùn)算器：算術(shù)／邏輯部ALU：能夠進(jìn)行+、*、/ 的算術(shù)運(yùn)算和對(duì)布爾代數(shù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，程序狀態(tài)寄存器的一些位能受運(yùn)算結(jié)果的控制，這就能為轉(zhuǎn)移、判斷、十進(jìn)制是否出錯(cuò)和進(jìn)行修正等提供了依據(jù)[16] [17]。當(dāng)對(duì)端口寫(xiě)1時(shí)，經(jīng)過(guò)內(nèi)部的上拉電阻實(shí)現(xiàn)了端口拉=至高電位，這時(shí)具有作輸入口的功用。而且可以對(duì)輸入片內(nèi)比較器對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)起到固定的作用。P2口：當(dāng)把P2口作為輸入口時(shí)，由于內(nèi)部據(jù)有上拉電阻，這時(shí)被外部信號(hào)拉低的那些引腳就會(huì)輸出一個(gè)電流（Iil）。P1口做輸出緩沖器功能用時(shí)，能吸收達(dá)20mA的電流，而且可以直接驅(qū)動(dòng)LED進(jìn)行顯示。 AT89C2051單片機(jī)模塊【引腳電器性能】AT89C2051單片機(jī)端口特性： P1口：P1口是一個(gè)具備8位雙向的I/O端口，～。3各個(gè)模塊的特性及結(jié)構(gòu)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)：借助51單片機(jī)讓電子鐘實(shí)現(xiàn)基本的時(shí)分秒的顯示功能。一個(gè)更為廣泛的應(yīng)用前景等著單片機(jī)。由于單片機(jī)具備質(zhì)量輕，體積小，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)；強(qiáng)大的控制功能，豐富的指令；抗干擾能力強(qiáng)；IO引腳相對(duì)較少；片內(nèi)存儲(chǔ)器容量比較小等諸多特點(diǎn)，因此其在日常家電，游戲機(jī)，幼童玩具，儀表儀器，計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備，機(jī)電一體化的產(chǎn)品，分布式的監(jiān)控，工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而ATMEL公司推出的兼容C51的AT89Cxx系列單片機(jī)，可以完美地將非易失閃存技術(shù)Flash EEPROM與80C51內(nèi)核結(jié)合起來(lái)，而且你會(huì)發(fā)現(xiàn)其仍然是采用C51單片機(jī)典型的總體結(jié)構(gòu)和典型的指令系統(tǒng)，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器可反擦寫(xiě)程序，這樣不僅可以有效地減少開(kāi)發(fā)成本，而且能使單片機(jī)可以作多次重復(fù)使用[20]。其杰出的性能和完善的構(gòu)造甚至導(dǎo)致后來(lái)的很多廠商多參考或沿襲了其體系結(jié)構(gòu)，很多世界性大電氣商在以后的時(shí)間里豐富、完善和發(fā)展了MCS51單片機(jī)。從各個(gè)方面說(shuō)，MCS51都是相當(dāng)成功的產(chǎn)品，時(shí)至今天，MCS51系列及其所有兼容的單片機(jī)依然是單片機(jī)應(yīng)用的主流產(chǎn)品[20] [21]。(4)C語(yǔ)言的廣泛支持a) 普遍的單片機(jī)都做到支持C語(yǔ)言編程，為以后學(xué)習(xí)和應(yīng)用單片機(jī)奠定了基礎(chǔ)[14]；b) 高級(jí)語(yǔ)言大大降低了選型的障礙，易于優(yōu)化、升級(jí)和交流程序。IAP和ISP方式是現(xiàn)今兩種比較先進(jìn)的實(shí)時(shí)在線的開(kāi)發(fā)方法。根據(jù)選用的技術(shù)與控制單元設(shè)計(jì)的方法不同，目前市場(chǎng)上的大多單片機(jī)可區(qū)分為兩大類型：精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)(RISC)和繁雜指令集結(jié)構(gòu)(CISC)。例如，生活中的全自動(dòng)洗衣機(jī)中需要用到的微控制器或者來(lái)電顯示電話和手機(jī)中那些配備有液晶驅(qū)動(dòng)器接口的專用單片機(jī)，這些就是專用單片機(jī)；特別是智能玩具、日常小家電領(lǐng)域需要的單片機(jī)，大多數(shù)是小封裝、外設(shè)接口相對(duì)集成度高、價(jià)格便宜的外圍器件，它們多半是專用單片機(jī)[20] [21]。(2)大力發(fā)展專用單片機(jī)專用型與通用型的區(qū)別是經(jīng)過(guò)某一型號(hào)單片機(jī)具體能夠適用的范圍區(qū)分的。到目前為止，約莫有50個(gè)系列300多個(gè)種類的單片機(jī)產(chǎn)品已陸續(xù)由世界各地廠商經(jīng)過(guò)努力研制出來(lái)，其中最具代表性的分別有摩托羅拉Motorola公司的6806802，由Microchip公司研制的PIC系列，Zilog公司研制的Z8系列等[11]。單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)到了萬(wàn)花爭(zhēng)春的時(shí)代，用戶有廣闊的選擇空間。單片機(jī)發(fā)展到這一新階段，標(biāo)志著單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域中扮演智能化控制工具的主角的地位不論是小到娛樂(lè)玩具、家電生產(chǎn)行業(yè)，還是大到車(chē)載、艦船智能機(jī)械的電子系統(tǒng)等領(lǐng)域，它的身影遍布計(jì)量測(cè)試、控制工業(yè)過(guò)程、機(jī)械電子技術(shù)、金融電子行業(yè)、辦公自動(dòng)化控制、商用電子行業(yè)、工業(yè)機(jī)器人、國(guó)家軍事和國(guó)家航空航天事業(yè)等領(lǐng)域。2）、眾多計(jì)算機(jī)外圍功能做到了集成，如：a) 配置現(xiàn)場(chǎng)總線接口：CAN BUS總線；b) 提供串行擴(kuò)展總線：BUS總線、SPI總線、Microwire總線、I2C總線；c)CMOS化，提供了功耗管理的強(qiáng)大功能。微控制器(Microcontrollers)已經(jīng)作為更能貼切表達(dá)單片機(jī)的名詞[8] [12]。英特爾（Intel公司）向市場(chǎng)推出的MCS96單片機(jī)，開(kāi)始把一些運(yùn)用在測(cè)控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、調(diào)制脈寬的脈寬調(diào)制器(PWM)、監(jiān)視程序運(yùn)行的監(jiān)視器(WDT)、高速I(mǎi)/O口加入到片中，使單片機(jī)典型的微控制器特征得到展現(xiàn)。②完善的指令系統(tǒng)：具有強(qiáng)大的邏輯控制功能和位處理的功能，達(dá)到滿足工業(yè)控制和其他各方面的需要；功能單元的特殊功能寄存器SFR為集中管理[11]。單片機(jī)MCS51系列的一經(jīng)推出，標(biāo)志了Single Chip Microputer體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)趨于完善。這一時(shí)期具有的特點(diǎn)有： 1）單片機(jī)只保證了基本的控制功能； 2）主流研究嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的芯片的集成設(shè)計(jì)。20紀(jì)70年代，美國(guó)的一家知名公司Fairchild推出了首款單片機(jī)F－8，緊隨其后英特爾公司推出了應(yīng)用更廣泛、更具影響力的MCS48系列單片機(jī)，憑借體積小、重量輕、價(jià)格低廉和控制功能齊全的特點(diǎn)，得到了各方的青睞，這為單片機(jī)走得更好更遠(yuǎn)打了了堅(jiān)若磐石的基礎(chǔ)。當(dāng)今社會(huì)，單片機(jī)在人們生活的各個(gè)領(lǐng)域都扮演著不可小覷的角色，不論是達(dá)到自導(dǎo)彈上面的導(dǎo)航裝置，能夠?qū)崟r(shí)控制和進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理的工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程，對(duì)飛機(jī)上復(fù)雜的儀表的控制，計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通訊，到日常生活使用的各類智能IC卡，電子鐘、錄像機(jī)、風(fēng)扇、全自動(dòng)洗衣機(jī)等的控制，還是民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng)，程控玩具、幼童的電子寵物，自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人和智能儀表等各種智能機(jī)械等等都離不開(kāi)單片機(jī)，單片機(jī)的身影無(wú)處不在[11]。2單片機(jī)（Single Chip Microsoftputer,簡(jiǎn)稱MCU）簡(jiǎn)介單片機(jī)又可稱為微控制器，把中央處理器（簡(jiǎn)稱CPU），只讀存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱ROM），隨機(jī)存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱RAM），計(jì)時(shí)器（Timer/Counter），中斷系統(tǒng)（Interrupt System），輸出接口（簡(jiǎn)稱I/O Interface）集中在一塊半導(dǎo)體芯片上，由此構(gòu)成一臺(tái)完整的數(shù)字計(jì)算機(jī)。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是通過(guò)單片機(jī)AT89C2051[2]的研究學(xué)習(xí)，熟悉掌握數(shù)字鐘的系統(tǒng)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)通過(guò)AT89C2051單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)電子鐘，用C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了小時(shí)，分，秒和年，月，日的顯示、實(shí)現(xiàn)了倒計(jì)時(shí)等功能。電子時(shí)鐘系統(tǒng)有時(shí)鐘電路，LED顯示電路，定時(shí)報(bào)警電路，按鍵調(diào)整電路?！　≈悄芑瘍x器儀表的突出優(yōu)點(diǎn)可以體現(xiàn)在：①智能化儀器儀表能夠做到靈活多變的輸出信息；②智能化儀器儀表有自行檢測(cè)故障的功能；③智能化儀器儀表能夠?qū)?fù)雜的被測(cè)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和正確處理的功能，增強(qiáng)儀器儀表的實(shí)用性；④智能化儀器儀表通過(guò)切換自動(dòng)量程，可以提高分辨率與精度；⑤智能化儀器儀表有自行修復(fù)誤差功能；⑥智能化儀器儀表具有實(shí)現(xiàn)多參數(shù)/多回路的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)功能；⑦智能化儀器儀表具有對(duì)特定信號(hào)實(shí)行定點(diǎn)、定時(shí)測(cè)量強(qiáng)大功能。對(duì)比傳統(tǒng)的儀器儀表，智能化儀表可以做到多種形式的輸出，可以與現(xiàn)代的各種電子設(shè)備相互匹配，例如與打印記錄儀、電子存儲(chǔ)器等相匹配，其靈活多變的優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)儀器儀表望塵莫及的。 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)總之，隨著市場(chǎng)需求的變化，未來(lái)的的發(fā)展趨勢(shì)將是：智能化儀表儀器儀表中將普遍應(yīng)用單片機(jī)[5]。依據(jù)現(xiàn)今社會(huì)的實(shí)際需求情況，設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的多功能時(shí)鐘系統(tǒng)[5]，既有基本的時(shí)間功能，定時(shí)功能使其充當(dāng)鬧鈴，甚至擴(kuò)展為對(duì)家電等電氣產(chǎn)品的定時(shí)自動(dòng)控制，豐富利用空間，方便生活。隨著當(dāng)今電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，不論是辦公電子設(shè)備還是家用電器都迅速增多，我們知道不同的設(shè)備都需要獨(dú)自的控制器[4]，給人們的使用帶來(lái)很多不方便，多個(gè)控制器也很占用地方，帶來(lái)不整潔的感覺(jué)。在復(fù)雜方面可以構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)，完成各種復(fù)雜的控制功能；簡(jiǎn)單的能夠運(yùn)用于日常的家電控制，乃至運(yùn)用于幼童的電子玩具。早期使用模擬電路設(shè)計(jì)制造的控制時(shí)間的單元，比較簡(jiǎn)陋，其定時(shí)做到的重復(fù)精度和準(zhǔn)確性還不盡讓人滿意。不論是日常起居生活還是各類自動(dòng)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常遇到需要實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)間和提醒時(shí)間等多種功能的要求。單片機(jī)這個(gè)”心臟”，做電子鐘的核心控制器用時(shí)，電子鐘計(jì)時(shí)功能就可以通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)就能輸出時(shí)間數(shù)據(jù)，顯示器就能顯示出來(lái)相應(yīng)的結(jié)果，定時(shí)、校時(shí)功能由配置的鍵盤(pán)控制。 電子鐘有多種設(shè)計(jì)方法，第一種可以使用專門(mén)的電子鐘芯片加上必要的外圍電路和顯示電路，第二種可以借助中小規(guī)模集成電路來(lái)構(gòu)成電子鐘，第三種實(shí)現(xiàn)方法是對(duì)單片機(jī)編程[4]。隨著時(shí)間不斷的往后推進(jìn)，科學(xué)技術(shù)每天迅速的發(fā)展，生活節(jié)奏也變得越來(lái)越快，日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，人們對(duì)生活的品質(zhì)要求愈來(lái)愈高，對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度也逐漸增高，功能希望越來(lái)越多。由此我們可以得出結(jié)論，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，完善以及發(fā)展數(shù)字電子鐘有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。隨著集成數(shù)字電路的不斷發(fā)展和石英晶體振蕩器普遍的應(yīng)用，數(shù)字電子鐘的運(yùn)用已經(jīng)超過(guò)老式機(jī)械鐘表。多功能數(shù)字電子鐘中單片機(jī)的的應(yīng)用已經(jīng)是很平常的事[3]。隨著科學(xué)技術(shù)技的迅速發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步和全球化日漸激烈的競(jìng)爭(zhēng)，消費(fèi)者對(duì)數(shù)字鐘功能的追求也每天每天的增高，傳統(tǒng)的時(shí)鐘的單一計(jì)時(shí)功能已不再能滿足人們的需求。不僅可以滿足各種所需的要求，而且還有擴(kuò)展其他各種功能，有著不可估量的應(yīng)用領(lǐng)域。這正是中國(guó)制表業(yè)發(fā)展和未來(lái)的方向。我們應(yīng)該相信，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，運(yùn)用當(dāng)今電子工業(yè)技術(shù)、材料工業(yè)技術(shù)和其他領(lǐng)域的最新科技技術(shù)，中國(guó)鐘表業(yè)一定會(huì)在不久的將來(lái)生產(chǎn)出代表中國(guó)科技水平的產(chǎn)品，為人類鐘表業(yè)立下新的里程碑。國(guó)產(chǎn)鐘表機(jī)芯研制失敗的年代已經(jīng)隨著中國(guó)的迅速發(fā)展成為過(guò)去，“組裝業(yè)”作為新興鐘表工業(yè)走出困境的起步階段也已隨著時(shí)間成為過(guò)去?，F(xiàn)在石英鐘機(jī)芯生產(chǎn)主要活躍于福建、番禺、廣東東莞；機(jī)械鐘表機(jī)芯生產(chǎn)主要分布在上海、山東等地。靠著認(rèn)真努力勇往直前的干勁，到了1989年終于開(kāi)始完全自己生產(chǎn)，其中包括模具的制造加工。為了適應(yīng)這種變化，為了在瞬息萬(wàn)變的環(huán)境中生產(chǎn)與發(fā)展，中國(guó)鐘表制造業(yè)開(kāi)始從技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單單調(diào)、零件數(shù)量偏少只需手工的認(rèn)真勞動(dòng)就能完成的制造石英鐘的機(jī)芯入手。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1）由之前的生產(chǎn)機(jī)械表轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)石英電子表；（2）曾經(jīng)一直獨(dú)霸中國(guó)消費(fèi)市場(chǎng)四十幾年的大型國(guó)有企業(yè)的地位受到新興的“組裝業(yè)”的挑戰(zhàn)，制造鐘表的中心也慢慢轉(zhuǎn)向中國(guó)沿海一帶的南方；（3）鐘表業(yè)的發(fā)展由之前的注重機(jī)芯轉(zhuǎn)變成注重手表外觀件。談起時(shí)鐘大家無(wú)不知曉，它讓我們知道每天的各個(gè)時(shí)間，記錄我們的每時(shí)每分每秒，我們的生活、工作、休閑等等都離不開(kāi)它。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，振蕩部分如果使用石英晶體作為時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)源，那么鐘表計(jì)時(shí)變得更精確、調(diào)整起來(lái)更加方便。它不僅為人們提供方便的生活，更為人們的生活增添豐富的色彩。在大多場(chǎng)合，石英鐘往往做為頻率的基本標(biāo)準(zhǔn)，用于日常生活各個(gè)領(lǐng)域的檢測(cè)與測(cè)量。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的測(cè)試，一只精密的石英鐘表，計(jì)時(shí)365天的時(shí)間誤差僅為35秒，十分精準(zhǔn)。居里已經(jīng)在石英晶體上發(fā)現(xiàn)了壓電特性，石英晶體壓電的特性讓人們解決了制造時(shí)鐘表“心臟”的難題。居里和保羅首只石英鐘于二十世紀(jì)的二十年代被制造出來(lái)，接著三十年代起石英鐘獲得了推廣，到了六十年代，得益于應(yīng)用半導(dǎo)體技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，制造石英鐘難題得到了成功的解決，石英電子技術(shù)廣泛的應(yīng)用于計(jì)時(shí)領(lǐng)域，并逐漸取代機(jī)械鐘成為更加準(zhǔn)確的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。到了唐代，公元725年間梁令瓚和張遂（又稱一行），創(chuàng)造了一個(gè)水運(yùn)渾天銅儀，水運(yùn)渾天銅儀不僅能演示天球和日、月的運(yùn)動(dòng)軌跡，而且上面做了兩個(gè)木人，這兩個(gè)木人能夠按時(shí)打鐘，按時(shí)擊鼓。據(jù)史料的記載，紀(jì)元前漢武帝太初年間，落下閎這位才子創(chuàng)造了渾天儀，這是表示天體運(yùn)動(dòng)最早的儀器。 AT89C2051。數(shù)字時(shí)鐘芯片具有可編程的優(yōu)點(diǎn)，功能擴(kuò)展容易，如在電路板上留有一個(gè)溫度傳感器，電源輸出插座等，易于功能擴(kuò)展。本畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)51系列單片機(jī)AT89C2051來(lái)設(shè)計(jì)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘，編程用C語(yǔ)言，能夠?qū)崿F(xiàn)秒，分，小時(shí)和日，月，年的準(zhǔn)確顯示、定時(shí)鬧鐘等功能。 通過(guò)單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)達(dá)到實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的功能，時(shí)間數(shù)據(jù)可以經(jīng)由單片機(jī)輸出，利用顯示器顯示出結(jié)果。北京理工大學(xué)2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文誠(chéng)信承諾書(shū)本人鄭重承諾：我所呈交的畢業(yè)論文《多功能數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開(kāi)展研究取得的成果，文中引用他人的觀點(diǎn)和材料，均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，論文使用的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。 承諾人簽名： 日期： 年 月 日多功能數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)摘要多功能數(shù)字電子鐘憑借自身優(yōu)勢(shì)在生活中得到了廣泛的運(yùn)用， 一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘的控制核心是單片機(jī)。校時(shí)，定時(shí)，鬧鐘，倒計(jì)時(shí)等功能利用鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘系統(tǒng)由時(shí)鐘電路，LED顯示電路，定時(shí)報(bào)警電路，按鍵調(diào)整電路組成。