1、I本科毕业论文TH714The Design of Electronic Clock Based on MCU分类号学号密级10722公开题 目(中 、 英 文 )基于单片机的电子时钟设计作者姓名指导教师学科门类提交论文日期专业名称学校代码成绩评定电气工程及其自动化郝海燕工 科二一三年五月I摘 要单片机是一种数字集成电路芯片，是指集成在一块芯片上的微型计算机。一个比较完整的单片机应该包括微处理器（CPU） 、存储器（RAM 和 ROM） 、并行输入/输出接口（I/O 接口）电路、可编程全双工串行口、定时/计数器、中断系统以及复位电路。由于它具有小巧灵活，成本低，可靠性好，控制功能强，易扩展等一
2、系列优点，所以被越来越广泛地应用于各个领域。而 51 系列的单片机就是最为典型和具有代表性的一种单片机。本设计是基于单片机的简单电子时钟的设计，系统主要以单片机 AT89C51为核心，结合按键模块来显示相应的时间，并可以对时、分、秒进行单独校对，使其达到标准时间。本次设计以软件控制硬件以及软硬件结合为指导思想，充分发挥单片机功能。同时，该系统的诸多优点使其具有很强的实用性，由于该系统实现的功能简单，因此具有很好的可扩展性。关键词: AT89C51；电子时钟；按键控制 IIAbstractThat the microcontroller is integrated on a single chi
3、p microcomputer is a digital integrated circuit chip. Should be a more complete include single-chip microprocessor (CPU), memory (RAM and ROM), parallel input / output interface (I / O interface) circuit, a programmable full-duplex serial port, timer / counter, interrupt system, and reset circuit. B
4、ecause of its compact and flexible, low cost, reliability, and control functions, easy to expand a series of advantages, it is more and more widely used in various fields. The 51 series is the most typical and representative of a single-chip microcontroller.The project is the design of simple electr
5、onic clock based on microcontroller. It is as the core of AT89C51 microcontroller, with key module to display relative time and make hour, minutes, seconds separate proofreading to make it up to standard time. The design control hardware and software combination of hardware and software as the guidi
6、ng ideology, give full play to the microcontroller features. Meanwhile, the system has so many advantages that it has a strong practicability, because of its simple function, and therefore it has good scalability. Key words: AT89C51 ; Electronic clock ；Key controlIII目 录1引言 .11.1 单片机的发展历程 .11.2 设计任务
7、.11.3 设计意义 .12.电子时钟的设计原理 .22.1 电子时钟的特点 .22.2 电子时钟的应用 .22.3 电子钟的工作原理 .22.4 电子时钟的设计流程 .33.设计方案 .33.1 硬件电路的设计方案 .33.2 硬件电路的原理图 .43.3 硬件电路说明 .53.3.1 主控制模块 .53.3.2 按键模块 .73.3.3 复位电路 .83.3.4 振荡电路 .83.3.5 发声模块 .93.3.6 时间显示模块 .94.控制系统的软件设计 .114.1 KEIL 集成开发环境的应用与操作 .114.1.1 KEIL 集成开发环境简介 .114.1.2 KEIL 集成开发环境
8、的基本仿真流程 .114.2 Proteus 软件简介 .124.3 程序流程图 .124.4 仿真结果 .134.5 仿真结果分析 .135.总结 .13参考 文献 .15附录 I 程序 .16附录 II 实物 .26谢 辞 .27咸阳师范学院 2013 届本科毕业毕业论文（设计）11引言1.1 单片机的发展历程单片机是计算机技术、大规模集成电路技术和控制技术的综合产物。经过30 多年的发展历程，单片机应用已广泛深入人们生活中的方方面面。根据Motorola 公司的统计，1990 年，平均每辆汽车使用 12 个单片机，而到了 2000年就增加到 35 个。所以可以毫不夸张的说，任何设备和产品
9、的自动化、数字化和智能化都离不开单片机。现在，凡是电脑控制的设备和产品，必有单片机嵌入在其中。这一切表明，单片机已经成为人们生活中必不可少的助手。单片机有两种基本结构：一种是在通用计算机中广泛应用的，程序和数据存储器共用一个存储器空间的结构，称为 Von Neumann 结构。另一种是将程序存储器和数据存储器分开，分别寻址的结构，称为 Harvard 结构，目前的单片机多采用这种结构 1。本文设计的单片机电子时钟系统的核心是当前应用很广泛的 51 系列单片机，配置了外围设备，构成了一个简单的计时系统，它具有体积小，可靠性比较高的特点，不仅能满足要求而且还可以扩展很多功能，在实际生活中应用很广泛
10、。1.2 设计任务本设计采用 AT89C51 单片机对电子时钟进行开发，通过 Proteus 软件来实现电子时钟系统的设计与仿真，并应用 LED 显示相应的时间。1.3 设计意义在日常生活和工作中，我们常常用到定时控制。早期常用的一些时间控制单元都是使用模拟电路设计而成的，它的定时准确性和重复精度都不很理想，而现在基本上都是一些基于数字技术的新型产品，随着单片机性本身价比的不断提高，新型产品的应用也越来越广泛。有的可以运用于大工业里的过程控制系统，具有强大的控制功能；有的可以运用于智能家居控制，甚至可以用于小孩的电子玩具中。它功能强大、体积小、质量轻、灵活好用，给它连接各种不同的控制芯片，就可
11、以实现各种不同的功能 2。根据这些情况，设计了一个单片机电子时钟系统，它有基本的时间显示功能，还有定时功能，可扩展多种功能用来方便人们的生活。基于单片机的电子时钟设计22.电子时钟的设计原理2.1 电子时钟的特点随着电子工业的发展，电子产品日新月异。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的功能。诸如数字钟、万年历、电子表、定时自动报警、定时启闭电路、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用、通信、网络等众多领域，所有这些都是以钟表数字化为基础的。由于其功能的不断增加，使用方便性不断提高，很多产品已经成为人类日常生活中不可或缺的助手。现在许多高精度的计时工具都使用了
12、石英晶体振荡器，由于电子钟，电子表，石英表都采用了石英技术，因此工作时精度高，稳定性能好，用起来方便，不需要经常调试，数字电子时钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED 显示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，秒显示的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好 3。2.2 电子时钟的应用电子时钟除了在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用，还可以改装在摩托车和汽车上，LCD 显示，带蓝色背光，白天在太阳光下也能非常清楚的看到显示时间，关钥匙可以关闭蓝色背光，时间还能显示也不会清零，因 LCD 的显示耗电量很省的，所以工作时也不用担心耗电问题。在行路上，如
13、果司机看时间可能会很麻烦甚至影响其他人的生命安危。现在车上改装了一个蓝色的液晶电子钟，不管白天还是黑夜，随时可以看时间，非常方便 4。2.3 电子钟的工作原理本设计的电子时钟是由 AT89C51,八段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由计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。电路中的四个控制键拥有多种不同的功能，按下又松开，可以实现校对时间以及定时的功能，还可以达到省电的目的。咸阳师范学院 2013 届本科毕业毕业论文（设计）32.4 电子时钟的设计流程Proteus电路设计源程序设计生成目标代码基于proteus 仿真图
14、 1 设计流程图3.设计方案3.1 硬件电路的设计方案本设计的硬件电路设计框图如图 2 所示：AT89C51时间显示按键电路振荡电路复位电路蜂鸣器图 2 总体结构框图由图 2 可以看出：本设计电路的硬件部分共由五部分组成，分别为按键模块、复位电路模块、振荡电路模块、发声模块、时间显示模块。振荡电路模块负责给单片机提供时钟周期。复位电路模块负责上电后自动复位，或按键后强基于单片机的电子时钟设计4制复位。上电后，由单片机内部定时器计时，同时通过动态显示函数自动将时分秒显示到数码管上。与此同时，按键扫描函数一直扫描按键引脚状态，一旦扫描按键被按下，即进入相应的功能函数。如果检测到定时时间到，则驱动蜂鸣器发生提示。3.2 硬件电路的原理图由上面的设计框图可以进一步得出本系统的电路原理图。原理图如图 3 所示：图 3 电路原理图本设计是采用晶振电路作为驱动电路，由计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。电路中的四个控制键拥有多种不同的功能，按下又松开，可以实现校对时间以及定时的功能。
