1、 课程设计(论文)题 目 名 称 基于 89C51 的电子时钟设计 课 程 名 称 单片机原理及应在电气测控学科中的应用 学 生 姓 名 李珊 学 号 1141201012 系 、 专 业 电气工程系电气工程及其自动化 指 导 教 师 朱群峰 2013 年 6 月 14 日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业11 级电气工程及其自动化学生姓名 李珊 学 号 1141201012题目名称 基于 89C51 的电子时钟设计 设计时间2013 年 6 月 3 日2013 年 6 月 14 日课程名称单片机原理及应在电气测控学科中的应用课程编号 121200105 设计地点数字控制与 PLC实验室（
2、305）一、课程设计（论文）目的课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。单片机课程设计，要求学生更多的完成软硬结合的动手实践方案，解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象. 单片机课程设计是继电子技术、和单片机原理与应用课程之后开出的实践环节课程，其目的和任务是训练学生综合运用已学课程“电子技术基础”、“单片机原理及应用”的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作,掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。二、已知技术参数和条件1、电子时钟见第三项“任务和要求”具体参数2、89C51 系列单片机；3、KEIL 软件；Wave 软件4、
3、T HKSCM-1 型 单 片 机 实 验 系 统 。三、任务和要求设计要求：熟悉单片机的 I/O 口原理；掌握 LED 驱动电路和 LED 显示的原理；掌握定时计数器的使用；掌握汇编语言程序设计方法。设计任务：设计一个电子时钟，要求实时显示时间（时钟/分钟/ 秒钟）要求可以通过按键设置当前时间。1、要求设计出电气原理图；2、要求设计出程序流程图和程序；3、要求设计出实物仿真模拟调试。注：1此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2此表 1 式 3 份，学生、指导教师、教研室各 1 份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）1、单片机课程设计指导，北京
4、航空航天大学出版社，楼然苗等 2007 年 7 月2、单片机实验与实践教程，北京航空航天大学出版社，何立民等 2004 年 7 月3、 THKSCM-1 型 单 片 机 实 验 系 统 实 验 指 导 书 、 KEIL 软 件 ， WAVE 软 件4、数字控制与 PLC 实验室”T HKSCM-1 型 单 片 机 实 验 系 统 ”。五、进度安排2013 年 6 月 3 日-4 日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求总体方案设计2013 年 6 月 5 日-8 日：硬件电路设计2013 年 6 月 9 日-11 日日：软件设计2013 年 6 月 12 日：系统调试改进2013 年
5、6 月 33 日日：整理书写设计说明书2013 年 6 月 14 日：答辩并现场考核六、教研室审批意见教研室主任（签名）： 年 月 日七|、主管教学主任意见主管主任（签名）： 年 月 日八、备注指导教师（签字）： 学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名 李珊 学 号 1141201012 系 电气工程系 专业班级 电气工程及其自动化一班 题目名称 基于 89C51 的电子时钟设计 课程名称 单片机原理及应在电气测控学科中的应用 一、学生自我总结通过这次单片机课程设计，我感觉到自己知识的严重不足。很多方面都没能很好的掌握，在制作过程中，经常遇到自己不理解的问题，当然，在同学的帮助下
6、，我还是把那些疑难的问题给解决啦。在这次学习中，让我更深刻的了解啦 AT89C51 芯片在电气控制方面的广泛运用和重大作用，所以我们一定要认真。扎实。深入的了解。掌握好 AT89C51 芯片。学生签名： 年 月 日二、指导教师评定评分项目 平时成绩 论文 答辩 综合成绩权 重 30 40 30单项成绩指导教师评语：指导教师（签名）： 年 月 日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。摘 要单片计算机即单片微型计算机。由 RAM ,ROM,CPU 构成，定时，计数和多种接口于
7、一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而 51 系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。本设计主要设计了一个基于 AT89C51 单片机的电子时钟。并在数码管上显示相应的时间。并通过一个控制键用来实现时间的调节和是否进入省电模式的转换。应用 Proteus 的 ISIS 软件实现了单片机电子时钟系统的设计与仿真。该方法仿真效果真实、准确，节省了硬件资源。关键字：单片机；子时钟；键盘控制。目 录摘 要 .41 电子时钟 .61.1 电子时钟简介 .61.2 电子时钟的基本特点
8、.61.3 电子时钟的原理 .62 单片机识的相关知识 .62.1 单片机简介 .62.2 单片机的发展史 .72.3 单片机的特点 .82.4 89C51 单片机介绍 .83 控制系统的硬件设计 .103.1 单片机型号的选择 .103.2 数码管显示工作原理 .103.3 键盘电路设计 .113.4 整个电路原理图 .124 控制系统的软件设计 .124.1 程序设计 .124.2 程序流程图.154.3 仿真图.184.4 仿真结果分析.195 结束语 .196 附录 .20参考文献 .281 电子时钟 1.1 电子时钟简介 1957 年,Ventura 发明了世界上第一个电子表，从而奠
9、定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。1.2 电子时钟的基本特点 现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED 显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对
10、，片选的灵活性好。1.3 电子时钟的原理 该电子时钟由 89C51，BUTTON，六段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能，按下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功能，达到省电的目的；直接按下不松开，则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则可实现小时的调节，同样每按一次小时加一。2 单片机识的相关知识 2.1 单片机简介 单片机全称为单片机微型计算机（Single Chip Microsoftcompute
11、r)。从应用领域来看，单片机主要用来控制，所以又称为微控制器（Microcontroller Unit）或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。2.2 单片机的发展史1 . 4 位单片机 1975 年，美国德克萨斯仪器公司首次推出 4 位单片机 TMS-1000；此后，各个计算机公司竞相推出四位单片机。日本松下公司的 MN1400 系列，美国洛克威尔公司的 PPS/1 系列等。四位单片机的主要应用领域有：PC 机的输入装置，电池充电器，运动器材，带液晶显示的音/视频产品控制器，一般家用电器的控制及遥控器，电子玩具，钟表，计算器，多功能电话等。 2 . 8
12、 位单片机 1972 年，美国 Intel 公司首先推出 8 位微处理器 8008，并于 1976 年9 月率先推出 MCS-48 系列单片机。在这以后，8 位单片机纷纷面市。例如，莫斯特克和仙童公司合作生产的 3870 系列，摩托罗拉公司生产的 6801 系列等。随着集成电路工艺水平的提高，一些高性能的 8 位单片机相继问世。例如，1978 年摩托罗拉公司的 MC6801 系列及齐洛格公司的 Z8 系列，1979 年NEC 公司的 UPD78XX 系列。这类单片机的寻址能力达 64KB，片内 ROM容量达 4-8KB，片内除带有并行 IO 口外，还有串行 IO 口，甚至还有 AD转化器功能。
13、8 位单片机由于功能强，被广泛用于自动化装置、智能仪器仪表、智能接口、过程控制、通信、家用电器等各个领域。3 . 16 位单片机 1983 年以后，集成电路的集成度可达几十万只管/片，各系列 16 位单片机纷纷面市。这一阶段的代表产品有 1983 年 Intel 公司推出的 MCS-96 系列，1987 年 Intel 推出了 80C96，美国国家半导体公司推出的 HPC16040，NEC公司推出的 783XX 系列等。 16 位单片机主要用于工业控制，智能仪器仪表，便携式设备等场合。4 . 32 位单片机 随着高新技术只智能机器人，光盘驱动器，激光打印机，图像与数据实时处理，复杂实时控制，网
14、络服务器等领域的应用与发展，20 世纪 80 年代末推出了 32 位单片机，如 Motorlora 公司的 MC683XX 系列，Intel 的 80960系列，以及近年来流行的 ARM 系列单片机。32 位单片机是单片机的发展趋势，随着技术的发展及开发成本和产品价格的下降，将会与 8 位单片机并驾齐驱。5 . 64 位单片机 近年来，64 位单片机在引擎控制，智能机器人，磁盘控制，语音图像通信，算法密集的实时控制场合已有应用，如英国 Inmos 公司的 Transputer T800 是高性能的 64 位单片机。2.3 单片机的特点 1 . 单片机的存储器 ROM 和 RAM 时严格区分的。
15、ROM 称为程序存储器，只存放程序，固定常数，及数据表格。RAM 则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。 2 . 采用面向控制的指令系统。为满足控制需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是单片机具有很强的位处理能力。 3 . 单片机的 I/O 口通常时多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。 4 . 单片机的外部扩展能力很强。在内部的各种功能部件不能满足应用的需求时，均可在外部进行扩展，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来了很大的方便。2.4 89C51 单片机
16、介绍 VCC：电源。GND：接地。P0 口： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程 序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作 输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故
17、。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻 拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存 储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器 的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制
18、信号。XTAL218XTAL119ALE30 EA31 PSEN29RST9P0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 3P0.7/AD7 32P1.01 P1.12 P1.23P1.34 P1.45 P1.56P1.67 P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 1P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13P3.4/T0 14P3.7/RD 17P3.6/WR 16P3.5/T1 15P2.7/A15 28P2.0/A8 21P2.1/A9 2P2.2/A10 23P2.3/A1 24P2.4/A12 25P2.5/A13 26P2.6/A14 27U4AT89C51图 2.1 89C51 单片机P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输
