基于51单片机的数字时钟方案设计书.doc
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Abstract 3
第一章绪论 4
1.1数字时钟设计的背景 4
第二章AT89C51单片机简介 4
2.1单片机介绍 4
2.2单片机的应用特点 5
2.3单片机的应用领域 5
2.4单片机的中断与定时系统 5
2.4.1MCS－51单片机中断系统 5
2.4.2MCS-51单片机的定时器/计数器 6
2.4.3MCS-51定时器/计数器的四种工作方式 7
2.5AT89C51引脚功能介绍 7
第三章设计方案 9
3.1主程序 9
3.2数码管显示模块 10
3.3定时器计数器T0中断服务程序 10
3.4按键处理模块 10
第四章硬件电路设计 10
4.1复位电路 11
4.2时钟电路 11
4.3按键电路 12
4.4数码管显示电路 13
4.5电源电路设计 14
第五章软件设计与程序代码 15
5.1软件选择与介绍 15
5.1.1软件介绍 15
5.1.2Proteus7.8的特点 15
5.2软件仿真电路全图 16
5.3源程序代码 16
第六章结论 21
参考文献 22
致谢 23
摘要
近几年，单片机在各个领域得到广泛的应用。
从工业到人们的日常生活，大部分的科技产品都是通过单片机来控制。
在它问世之前，自动控制设备得不到广泛的应用，这是因为控制设备的体积庞大，耗电量大，价格昂贵。
在第一台微处理器成功研制不久，第一个单片机就问世了。
因为其小巧的体积，低功耗，以及高效的性能，单片机受到了大家的欢迎。
本设计利用Atmel公司的AT89C52单片机对电子时钟进行开发，设计了实现所需功能的硬件电路，应用C语言进行软件编程，并用Proteus软件进行演示、验证。
主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机80C51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机的数字电子时钟。
它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59分59秒”，且配有4个独立键盘，可以灵活地调节时间和日期，并具有一定的扩展性。
关键词：
单片机，数字时钟，动态显示，LED数码管显示，独立按键
Abstract
SingleChipMicrocomputerhasachievedaimmemsepopularityinallfiledsinrecentyears.Fromindustrytopeople’scommonlives,mostoftechnicalapplicationsarecontrolledbySCM.Beforeitappeared,theautomaticdevicescould’tbewidelyusedbecauseoftheirhugesize,largequantityofpowercostandhighprice.ThefirstSCMappearedassoonasthefirstMCU（MicroControllerUnit）wassuccessfullydeveloped.Duetoitssmallsize,lowpowercostandhighperformance,ithasbeenwelcomedbypeople.
ThisdesignusesAT89C52MCUtodevelopingelectronicclock,ithasdesignedtoachievetherequiredfunctionalityofthehardwarecircuit,usingtheCtoprogrammingsoftware,andusingproteustoshow.Describingthemethodtousethemicrocontroller'sinternaltimerandcountertoimplementelectronicclock,thedesignofthe80C51MCUcorechipsandLEDdigitaltubedisplay,supplementedbythenecessarycircuitrytoformasingle-chipdigitalclock.Itstimeperiodis24hours,fullscaleis"23:
59:
59",anditisequippedwithfourindependentkeyboard,adjustingthetimeanddateFlexible.Itisalsohavesomescalability.
Keywords:
Microcomputer。
Digitalclock。
Dynamicdisplay。
LEDdigitaltubedisplay。
Separatekeyboard
第一章绪论
1.1数字时钟设计的背景
单片机自从1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年之久了。
由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，单片机应用领域已经从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等方面迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。
本文讨论的单片机数字电子时钟系统的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机，配置了外围设备，构成了一个可编程的计时定时系统，具有体积小，可靠性高，功能多等多种特点。
不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供扩展，有着广泛的应用实践领域。
第二章AT89C51单片机简介
2.1单片机介绍
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲：
一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可。
用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。
我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！
它主要是作为控制部分的核心部件。
它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。
单片机是靠程序的，并且可以修改。
通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。
一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！
但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！
只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！
2.2单片机的应用特点
随着集成电路技术的发展，单片机的功能越变越强，涉及到各个电子应用领域。
目前单片机的系列也十分多，各有各的特点，如目前的MCS51系列、PIC系列等等，通过这几年的应用，普通感觉到特别需要单片机具有如下几个应用特点：
1.低功耗、宽电压工作范围，内部看门狗；
2.高速指令系统，单字节指令，精简指令集易学易用；
3.内部ROM结构，且具有廉价OTP（一次性写入程式）ROM，以便小批量生产，减少MASK风险；
4.程序保密功能，防止拷贝，保护成果；
5.方便的开发工具（仿真器与烧入器）。
2.3单片机的应用领域
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
2.4单片机的中断与定时系统
2.4.1MCS－51单片机中断系统
中断是一项重要的计算机技术，采用中断技术可以使多项任务共享一个资源，所以中断技术实质上就是一种资源共享技术。
1、中断源
MCS-51是一个多中断源的单片机，以80C51为例，有三类共五个中断源，分别是外部中断两个，定时中断两个和串行中断一个。
1）外中断
外中断是由外部原因引起的，共有两个中断源，即外部中断0和外部中断1。
它们的中断请求信号分别由引脚INT0（P3.2）和INT1（P3.3）引入。
外部中断请求有两种信号方式，即电平方式和脉冲方式，可通过有关控制位进行定义。
2）定时中断
定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的。
3）串行中断
串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。
2、中断控制
这里所说的中断控制是指提供给用户使用的中断控制手段，实际上就是一些专用寄存器。
在MCS-51单片机中，用于此目的的控制寄存器共有四个，即定时器控制寄存器、中断允许控制寄存器、中断优先控制寄存器以及串行口控制寄存器。
1）定时器控制寄存器（TCON）
该寄存器用于保存外部中断请求和以及定时器的计数溢出。
寄存器地址88H，位地址8FH～88H。
表1定时器控制寄存器位地址及内容
位地址
8F
8E
8D
8C
8B
8A
89
88
位符号
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
这个寄存器既有定时器/计数器的控制功能又有中断控制功能，其中与中断有关的控制位共六位：
IE0和IE1、IT0和IT1以及TF0和TF1。
2）中断允许控制寄存器（IE）
寄存器地址A8H，位地址AFH～A8H。
表2中断允许控制寄存器位地址及内容
位地址
AF
AE
AD
AC
AB
AA
A9
A8
位符号
EA
／
／
ES
ET1
EX1
ET0
EX0
其中与中断有关的控制位共六位：
EA、EX0和EX1、ET0和ET1、ES。
3）中断优先级控制寄存器（IP）
MCS-51的中断优先级控制只定义了高、低两个优先级。
各中断源的优先级由优先寄存器（IP）进行设定。
IP寄存器地址B8H，位地址为BFH～B8H。
寄存器的内容及位地址表示如下：
表3寄存器的内容及位地址
位地址
BF
BE
BD
BC
BB
BA
B9
B8
位符号
／
／
／
PS
PT1
PX1
PT0
PX0
PX0外部中断0优先级设定位；
PT0定时中断0优先级设定位；
PX1外部中断1优先级设定位；
PT1定时中断1优先级设定位；
PS串行中断优先级设定位。
为0
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