【正文】 ........ 29 附錄 4：實(shí)物圖 ................................................................................................................... 30 附錄 5： PCB 圖 ................................................................................................................... 31 附錄 6：元器件目錄表 ....................................................................................................... 32 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 2020） 1 1 概述 課題研究的背景及意義 由于單片機(jī)有著獨(dú)一無(wú)二的性能，所以在各行各業(yè)都有著廣泛的運(yùn)用。 STC89C51。 從而通過(guò)本次設(shè)計(jì)來(lái)提高 學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)軟硬件的能力。 正因?yàn)閱纹瑱C(jī)綜合了上述所以有點(diǎn) ， 所以就目前國(guó)內(nèi) 而言 ，單片機(jī)已 被各行各業(yè)所 廣泛 應(yīng)用，其比較突出的是在 機(jī)電一體化設(shè)備 、 工業(yè)自動(dòng)化控制、智能儀器儀表、電力電子、自動(dòng)檢測(cè)、家用電器等方面 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)作 者簽名 : 日期 : 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名 : 日期 : 年 月 日 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 2020） 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要 : 單片機(jī) 的誕生是在 20 世紀(jì) 70 年代 ， 因?yàn)樗哂?極高的性價(jià)比， 更為重要的是其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛 、 而且 發(fā)展 速度也比較 快 ，所以倍受廣大專業(yè)人士的青睞。對(duì)本文的研究所做貢獻(xiàn)集體和個(gè)人，均己在說(shuō)明書(shū)中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專業(yè) 自動(dòng)化 學(xué)生姓名 班級(jí) B 自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 0 指導(dǎo)教師 完成日期 203 年 6 月日 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 2020） 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究、設(shè)計(jì)工作后獨(dú)立完成的。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，說(shuō)明書(shū)中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。相對(duì)而言 單片機(jī) 的 體積 較 小、 而且非常輕 、 開(kāi)發(fā)比較簡(jiǎn)單 、 價(jià)錢便宜 、 對(duì) 環(huán)境 基本上沒(méi)什么過(guò)高的要求 、 更重要的是其具有較好的靈活性和穩(wěn)定性， 抗干擾 的 能力 特別 強(qiáng)。在本 次畢業(yè)設(shè)計(jì) 中將 通過(guò)對(duì)它 全面的了解 ，以 STC89C51 芯片為主 ， 再加上相關(guān) 的 實(shí)現(xiàn) 電路，簡(jiǎn) 單的 設(shè)計(jì)了一個(gè)的 數(shù)字電子鐘 ，它 是 由 直流電源供電，通過(guò)數(shù)碼管 將時(shí)間準(zhǔn)確的顯示出來(lái) ， 通過(guò)相關(guān)的按鍵及時(shí)對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)； STC89C51；電子時(shí)鐘；數(shù)碼管 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 2020） Design and implementation of digital electronic clock Abstract: The SCM was born in the 1970s, because it has a very high price, the more important is its broad range of applications, and the development speed is relatively fast, so much the majority of professionals of all ages. SCM relatively smaller, and very light, development of more simple, cheap, environmentally basically no excessive requirements, and more importantly, it has good flexibility and stability, the ability of antijamming special strong. Because of a bination of the above so a bit microcontroller, so the current domestic purposes, SCM has been widely used by businesses, which are more prominent in mechatronics equipment, industrial automation and control, smart instrumentation, power electronics, automatic detection , household appliances and so on. SCM has many series, and 51 singlechip microcontroller is therefore the most representative one. In this graduation project will be through its prehensive understanding to STC89C51 chipbased, coupled with the associated circuit implementation, the simple design of a digital electronic clock, which is powered by a DC power supply, through the digital the accurate time display, through the relevant key on the time to adjust time. Thus designed to improve through this study, design, development hardware and software capabilities. Keywords: Microcontroller。 Electronic clock。單片機(jī)在控制、檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用具有以下特點(diǎn)： 1）體積小、靈活性高、易于產(chǎn)品化。 3）有可拓展的功能，可以根據(jù)需要來(lái)設(shè)計(jì)各種規(guī)模的系統(tǒng)。 數(shù)字電子鐘的時(shí)、分、秒都是用更加直觀的數(shù)字來(lái)表示的 ，與傳統(tǒng)的 指針式的 鐘 表 相比，它 不僅 走時(shí)準(zhǔn)確、 顯示直觀 ，而且它不需要用安裝 機(jī)械傳動(dòng)裝置， 故在許多方面都 得到 了 廣泛應(yīng)用。 而就 目前 國(guó)內(nèi) 市場(chǎng) 而言，絕大多數(shù) 的電子鐘 都是采 用全硬件電路 來(lái) 實(shí)現(xiàn)，這種方法不僅使 電路 的 結(jié)構(gòu) 變得非常 復(fù)雜， 而且會(huì)損耗很大的功率 。 自電子計(jì)數(shù)器誕生以來(lái) ，就 已經(jīng) 成為人 們?nèi)粘Ｉ钪兴夭豢缮俚墓ぞ?，但隨著 人們對(duì) 科學(xué)技術(shù)的不斷 追求 ，對(duì)時(shí)間計(jì)量精度 的 要求 也 越來(lái)越 嚴(yán)格 ， 對(duì)其 應(yīng)用 領(lǐng)域的需求也 越來(lái)越 廣泛 。 現(xiàn)如今 ， 基本上所有精度高的 計(jì)時(shí)工具都 是采用的 石英晶體振蕩器，由于 數(shù)字電子鐘 ，石英表，石英鐘 等都是采用的 石英技術(shù)，因此 使用起來(lái)就比較方便 ， 走勢(shì)也比較穩(wěn)定 ，走時(shí)精度 相當(dāng)?shù)?高， 也就沒(méi)必要 經(jīng)常 校時(shí)了 [1]。 在 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 ， 電子計(jì)時(shí)器電路 有著不可替代 的 地位 ， 并且能夠確保系統(tǒng)正常工作 。 [6] 本次設(shè)計(jì)主 要 采 用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí) /計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn) 數(shù)字電子鐘 的方法， 以 單片機(jī)STC89C51 芯片和數(shù)碼管為核心， 加上相關(guān)的實(shí)現(xiàn) 電路， 從而 構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)電子計(jì) 時(shí) 器。通過(guò)這些控制電路的連接構(gòu)成了完整的電路 [3]。 課題預(yù)期效果 LED 顯示器可準(zhǔn)確顯示 00： 00： 00—— 23： 59： 59， 24 小時(shí)制的時(shí)間計(jì)數(shù)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 2020） 3 2 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原理 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 通過(guò)對(duì)定時(shí)器設(shè)置一個(gè) 50ms 的脈沖來(lái)用以計(jì)數(shù)，設(shè)定一個(gè)有計(jì)數(shù)功能的單元地址20H，其單元內(nèi)容為 20。當(dāng)秒、分值為 60 時(shí)，該位清零，且高位加一。 具體模塊 主控模塊：其控制核心為 STC89C51 單片機(jī)， STC89C51 可以完成待測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)，譯碼，顯示以及對(duì)分頻比的控制。 按鍵模塊：該設(shè)計(jì)需要校對(duì)時(shí)間，所以用三個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。 鬧鐘模塊：當(dāng)達(dá)到設(shè)定的時(shí)間是發(fā)出報(bào)警。STC89C51 系列單片機(jī)集合了 8051 的內(nèi)核功能，具有機(jī)器周期、單時(shí)鐘的功能，是 一種運(yùn)行速度快，功率消耗低的新型單片機(jī)。常溫下內(nèi)部 R/C 振蕩器頻率為： ～ 。 10 位精度 ADC，共 8 路 ? 通用異步串行口 (UART) ? SPI 同步通信口，主模式 / 從模式 ? 工作溫度范圍 ： 0 75℃ / 40 +85℃ STC89C51 的引腳功能 STC89C51 的引腳功能如下： ? VCC：供電電壓。 ? P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P0 既可以用于外部程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器 ，也可以作為源碼的輸入端口。 ? ALE/PROG：如果對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)，那么輸出的電平將用于對(duì)地址字節(jié)的鎖存。 ? /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 ? XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 本設(shè)計(jì)所用主控制模塊如圖所示。共陽(yáng)極數(shù)碼管就是將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起，形成只有一個(gè)公共陽(yáng)極揭發(fā)，當(dāng)需要用到共陽(yáng)極數(shù)碼管的時(shí)候應(yīng)將公共極接 +5V 電壓，如果有一個(gè)字段的發(fā)光二極管的陰極輸入為低電平時(shí)，那么相應(yīng)字段的二極管就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮 [11]。每個(gè) LED 數(shù)碼管總共有 8 個(gè)段數(shù)，其中 7 段用于對(duì)數(shù)字的顯示，還有一段是用于顯示小數(shù)點(diǎn)的。通過(guò)總線分別與單片機(jī)的 口和 口連接。 [13]如圖 所示： 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 2020） 7 圖 顯示電路 復(fù)位模塊 本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)上電復(fù)位，電路復(fù)位后 P0－ P3口引 腳全部表現(xiàn)為高電平，特殊功能寄存器和程序計(jì)數(shù)器將全部被清零。復(fù)位通常是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)通過(guò)掃描按鍵是否被按下，來(lái)設(shè)定各模塊的工作情況，使計(jì)時(shí)器可以在按鍵的控制下，有序地進(jìn)行工作。如圖所示： 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 8 圖 按鍵模塊 晶振模塊 晶振模塊 的組成只有兩種元器件，一個(gè)晶振和兩個(gè)電容，兩個(gè)電容的與晶振相串聯(lián)后連接到單片機(jī)上，并接地。 圖 晶振模塊 鬧鐘模塊 鬧鐘模塊是由一個(gè) PNP 型的三極管，一個(gè)電阻和一個(gè)蜂鳴器組成的，三極管的發(fā)射極接電壓，基極經(jīng)電阻與單片機(jī)相連