【正文】 中，經(jīng)常需要記錄某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)及其出現(xiàn)的時間。這種記錄對長時間的連續(xù)測控系統(tǒng)結(jié)果的分析以及對異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找有重要意義。 圖33 復位電路圖 時鐘電路 DS1302芯片介紹 低功耗時鐘芯片DS1302可以對年、月、日、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能。當單片機運行出錯或進入死循環(huán)時，可使單片機復位后重新運行。在復位電路中提供復位信號，等到系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，再撤銷復位信號。復位電路的主要功能是使單片機進行初始化，在初始化的過程中需要在復位引腳RST上加大于2個機器周期的高電平，使單片機處于復位狀態(tài)。晶振電路如下圖所示。）；二是對振蕩器的頻率起到微調(diào)的作用（C1 C2的值大，頻率略有減少，反之，頻率略有提高）。本設計采用內(nèi)部時鐘方式，因此只需外接晶振源，就能產(chǎn)生一定頻率的時鐘信號送到單片機的內(nèi)部的各個單元。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在這個電路中采用了三端集成穩(wěn)壓器LM7805，可以輸出5V的直流電壓以供給單片機。 系統(tǒng)整體設計框圖 結(jié)合以上方案選取，系統(tǒng)的整體設計框圖方案如下： 圖23 系統(tǒng)整體設計框圖3 硬件電路設計 電源電路設計單片機正常工作電壓為5V，因此設計的電源電路主要是提供單片機工作電壓。方案二：采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)時鐘，DS1302芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)，而且精度高,RAM做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，～，.從時間計時的精度以及提高單片機工作效率角度考慮，本設計采用方案二。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的時間誤差較大。本設計采用LED數(shù)碼管動態(tài)掃描,由于LED數(shù)碼管價格適中,對于顯示數(shù)字最合適,而且采用動態(tài)掃描法與單片機連接時,占用的單片機口線少，所以本設計采用方案四。調(diào)整參數(shù)可以實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。方案四：LED數(shù)碼管動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示時較小的電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。所謂靜態(tài)顯示，就是當顯示器顯示某一字符時，相應的發(fā)光二極管恒定的導通或截止。方案二：采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費,且價格也相對較高,所以也不用此種作為顯示。 (6)當年、月、日、時、分、秒高位為0時做消隱處理，只顯示單個數(shù)字以增強其可讀性。（4）使用LED顯示時間參數(shù)。（2）可以對時間隨時進行手動校正。 設計思想及基本功能 本設計在實現(xiàn)一般的數(shù)字電子鐘的要求前提下，結(jié)合單片機知識以及電路知識，本著使電路工作穩(wěn)定，降低能耗，減少器件的使用，節(jié)約成本，現(xiàn)實使用價值高的原則而設計。電子鐘既可廣泛應用于家庭,也可應用于銀行、郵電、賓館、醫(yī)院、學校、企業(yè)、商店等相關(guān)行業(yè)的大廳，以及單位會議室、門衛(wèi)等場所。本文設計的日歷和時鐘的顯示廣泛用于小型智能家用電子產(chǎn)品，如電子鐘。時鐘電路在計算機系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎。怎樣讓時鐘更好的為人民服務，這就要求人們不斷設計出新型時鐘。用單片機來控制的小型家電產(chǎn)品具有便攜實用，操作簡單的特點。單片機以其高可靠性、高性價比、低電壓、低功耗等一系列優(yōu)點，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應用于工業(yè)控制系統(tǒng)、通訊設備、日常消費類產(chǎn)品和玩具等。主要參考資料[1] 張迎新．單片微型計算機原理、應用及接口技術(shù)．北京：國防工業(yè)出版社，2007[2] 夏路易，石宗義．Protel 99se電路原理圖與電路板設計教程．北京：北京希望電子出版社，2004[3] :高等教育出版社,2009.審查意見系（教研室）主任簽字： 年 月 日 目錄1 概述 6 研究背景 6 設計思想及基本功能 72 總體方案設計 7 方案選取 7 7 8 9 系統(tǒng)整體設計框圖 93 硬件電路設計 9 電源電路設計 9 晶振電路 10 復位電路 11 時鐘電路 11 DS1302芯片介紹 11 DS1302 在本設計中的應用 15 鍵盤電路 15 顯示電路 16 整點報時電路 194 系統(tǒng)軟件設計 20 主程序軟件設計 20 鍵盤子程序設計 21 日歷時鐘子程序設計 22 顯示子程序設計 24 整點報時子程序的設計 245 系統(tǒng)調(diào)試 25 25 硬件調(diào)試 266 總結(jié) 27參考資料： 29附錄一：系統(tǒng)原理圖 30附錄二：元件清單 30附錄二：源程序代碼 311 概述 研究背景在日新月異的21世紀里，家用電子產(chǎn)品得到了迅速發(fā)展。第910天：撰寫課程設計報告。要求畫出電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設計要有詳細論述。 單片機原理與接口技術(shù)課程設計單片機原理與接口技術(shù)課 程 設 計成績評定表設計課題 ： 基于89C51的數(shù)字電子鐘設計 學院名稱 ： 電氣工程學院 專業(yè)班級 ： 自動F1106 學生姓名 ： 學 號 ： 指導教師 ： 設計地點 ： 31630 設計時間 ： 20131216～20131227 指導教師意見：成績: 簽名： 年 月 日1 單片機原理與接口技術(shù)課 程 設 計課程設計名稱： 基于89C51的數(shù)字電子鐘設計 專 業(yè) 班 級 ： 自動F1106 學 生 姓 名 ： 學 號 ： 指 導 教 師 ： 課程設計地點： 課程設計時間： 20131216～20131227 單片機系統(tǒng) 課程設計任務書學生姓名專業(yè)班級學號題 目 基于89C51的數(shù)字電子鐘設計課題性質(zhì)工程設計課題來源自擬指導教師 主要內(nèi)容（參數(shù)）利用89C51設計一種數(shù)字電子鐘，實現(xiàn)以下功能： 能夠準確顯示年、月、日、秒、分、時及星期； 可隨時進行時間調(diào)整，完成準確的校時； 達到整點時，蜂鳴器發(fā)出鈴聲報時；任務要求（進度）第12天：熟悉課程設計任務及要求，查閱技術(shù)資料，完成數(shù)字電子鐘設計的任務書。第37天：查閱技術(shù)資料，確定設計方案，按照確定的方案設計硬件電路并編制程序。第8天：實驗室調(diào)試。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設計正確，篇幅合理。許多家電設備都趨于人性化、智能化，這些電器設備大部分都含有CPU控制器或者是單片機。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)以及人民生活的各個方面，如車間流水線控制、自動化系統(tǒng)等、智能型家用電器（冰箱、空調(diào)、彩電）等。時鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時間的推移，科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對時間計量的精度要求越來越高，應用越來越廣?，F(xiàn)今，高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計時時，譯碼代替機械式傳動，用LED顯示器代替顯示器代替指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時，分，秒顯示時間的功能，還可以進行時和分的校對，片選的靈活性好。在一個單片機應用系統(tǒng)中，時鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準振蕩定時信號，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標準定時時鐘，即定時時間，它通常有兩種實現(xiàn)方法：一是用軟件實現(xiàn)，即用單片機內(nèi)部的可編程定時/計數(shù)器來實現(xiàn)，但誤差很大，主要用在對時間精度要求不高的場合；二是用專門的時鐘芯片實現(xiàn)，在對時間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法，典型的時鐘芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以滿足高精度的要求。 利用單片機進行控制，實時時鐘芯片DS1302進行記時，外加整點報時電路和顯示電路，可實現(xiàn)時間的調(diào)整和顯示。因而，此設計具有相當重要的現(xiàn)實意義和實用價值。本設計具體可以完美實現(xiàn)以下幾個功能：（1）能準確實時顯示年、月、日、時、分、秒、星期。（3）采用24小時制。 (5)上電后，電子鐘顯示“2013年12月31日23時59分59秒 星期2”。2 總體方案設計 方案選取方案一：采用LED液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,但是價格昂貴,需要的接口線多,所以在此設計中不采用LED液晶顯示屏。方案三：LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示。該方式每一位都需要一個8 位輸出口控制。但當所顯示的位數(shù)較多時，靜態(tài)顯示所需的I/O口太多，造成了資源的浪費。所謂動態(tài)顯示就是一位一位的輪流點亮各個位，對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次。顯示器的亮度既與導通電流有關(guān)，也于點亮時間與間隔時間的比例有關(guān)。動態(tài)顯示節(jié)省了I/O口，降低了能耗。方案一：直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。所以不采用此方案。 綜上各方案的論證與選取,本設計的最終方案為：以單片機AT89C51為主控制器，時間數(shù)據(jù)通過時鐘芯片DS1302來讀取，并通過LED數(shù)碼管顯示出來，并用鍵盤來完成對當前時間的調(diào)整。圖31是為單片機提供電壓的電源電路。 圖31 電源電路圖 晶振電路時鐘是單片機的心臟，單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準，有條不紊的一拍一拍地工作。常用的時鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時鐘方式，另一種為外部時鐘方式。電路中的兩個電容的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振（C1 C2的值大，起振的速度慢；反之，速度快。本設計選用12MHZ的晶振，CC2的值采用30pF。 圖32 單片機晶振電路圖 復位電路89C51單片機系統(tǒng)在剛通電后，必須復位。復位后的單片機地址初始化為0000H，然后繼續(xù)從0000H單元開始執(zhí)行程序。但是為了在復位按鍵穩(wěn)定的前提下，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防在按鍵過程中引起的抖動而影響復位。圖33所示的RC復位電路可以實現(xiàn)上述基本功能。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄。采用DS1302作為記錄測控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)記錄，其軟硬件設計簡單，時間記錄準確，既避免了連續(xù)記錄的大工作量，又避免了定時記錄的盲目性，給連續(xù)長時間的測量、控制系統(tǒng)的正常運行及檢查都來了很大的方便，可廣泛應用于長時間連續(xù)的測控系統(tǒng)中。記錄及分析這些特殊意義的數(shù)據(jù)，對測控系統(tǒng)的性能分析及正常運行具有重要的意義。而在系統(tǒng)中采用DS1302則能很好地解決這個問題。實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)；最少引腳的串行I/O；；簡單的3線接口；DS1302時鐘芯片包括實時時鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。時鐘的運行可以采用