电子钟毕业设计课题Word格式.docx

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陈艳峰

2014年12月23号

基于单片机控制的时钟控制器

一．设计要求

（一）基本功能

1.显示：

可以显示时、分和秒

2.调时功能：

时（0-24）、分和秒（0-60）可以连续可调

（二）性能:

时间日误差<

2秒

（三）扩展功能

1．增加整点报时功能

2．增加闹钟任意设定功能

二．计划完成时间三周

1．第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。

2．第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。

3．第三周完成软件和硬件的联合调试。

单片机时钟设计

MCUclockdesign

摘要

基于单片机的定时和控制装置在许多行业有着广泛的应用，而数字钟是其中最基本的，也是最具有代表性的一个例子。

在基于单片机系统的数字钟电路中，除了基本的单片机系统和外围电路外，还需要外部的控制和显示装置。

本电路主要以单片机AT89S52为核心而设计的，通过单片机对信息的分析与处理，控制外围设备。

系统由复位模块、时钟模块、及显示模块共三个模块组成。

本设计以单片机AT89S52为切入点，通过使用AT89S52的内部的可编程定时器/计数器，结合对外接晶振的调节来确定一个合适的振荡周期，从而确定出内部的机器周期。

再通过对内部中断程序的设置来设计出时钟程序，即设计出了电子时钟的核心。

然后在核心电路的基础上设计出了相应的扩展电路，使本设计更加实用。

关键词：

单片机；

数码显示

ABSTRACT

Basedonsingle-chiptimingandcontroldevicehasbeenwidelyusedinmanyindustries,anddigitalclockisoneofthemostbasic,anexampleisalsothemostrepresentative.

Inthedigitalclockcircuitbasedonsinglechipmicrocomputersystem,inadditiontothebasicsinglechipmicrocomputersystemandperipheralcircuit,alsoneedexternalcontrolanddisplayunit.Thiscircuitisdesignedwithsingle-chipmicrocomputerAT89S52asthecore,throughthesinglechipmicrocomputertotheanalysisandprocessingofinformation,controltheperipheralequipment.Systembytheresetmodule,clockmodule,anddisplaymodule,atotalofthreemodules.

ThisdesignwithMCUAT89S52asthebreakthroughpoint,throughtheuseofAT89S52internalprogrammabletimer/counter,combinedwiththeregulationofforeignpickcrystalstodetermineanappropriateperiodofoscillation,soastodeterminetheinternalmachinecycle.Travelthroughthesetofinternalinterruptprogramtodesignaclockprocedures,thecoreofthedesignoutoftheelectronicclock.Thenonthebasisofthecorecircuitdesignedthecorrespondingextensioncircuit,makethedesignmorepractical.

KeyWords：

Microcontrolunit;

LEDshows

1.引言

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

　　时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。

忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。

但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。

例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。

尤其在医院，每次护士都会给病人作皮试，测试病人是否对药物过敏。

注射后，一般等待5分钟，一旦超时，所作的皮试试验就会无效。

手表当然是一个好的选择，但是，随着接受皮试的人数增加，到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。

所以，要制作一个定时系统。

随时提醒这些容易忘记时间的人。

　　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报时功能。

诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。

因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

基于单片机的定时和控制装置在许多行业有着广泛的应用，数字钟作为其中最基本的一个应用实例，具有结构简单应用广泛的特点。

数字钟中使用了单片机中最为常用的输入输出设备按键开关和数码管；

数字钟程序主要应用单片机的定时器和中断实现计时和显示功能。

当今数字种作为一个单元电路被广泛应用于电子表、电子万年历等产品中，带来广泛的经济效益。

目前的单片机产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。

现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。

所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。

而Microchip公司的PIC精简指令集（RISC）也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。

此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。

在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。

单片机的可靠性及应用水平越来越高和互联网连接已是一种明显的走向。

单片机从功能上讲可以说是万用机。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。

当今，单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。

单片机也广泛地用于各种实时控制系统中。

例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器。

单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。

自从单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。

单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。

单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。

单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。

从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。

这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。

随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高，单片机还会不断产生新的变化和进步。

在不久的将来，最终单片机与微机系统之间的距离越来越小，甚至难以辨认。

2.关于单片机

2.1单片机的发展

单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。

单片机的潜力越来越被人们所重视。

特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促使单片机性能的发展。

而现在单片机在液晶显示上也有了很多的应用。

随着科技不断进步，各种显示技术如雨后春笋般诞生,由于液晶显示器（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，在近年来价格不断下跌的吸引下，逐渐取代CRT之主流地位，显示器明日之星架势十足。

液晶显示器件从初期的实验室到现在的生产厂家，已形成较大规模的生产能力，使液晶显示形成了独立的产业部门。

而今，液晶显示已经应用于人们生产、生活中的各个领域，人们时时处处都要与这一神奇而又普通的产品打交道。

液晶显示技术以它跨越多学科的工作原理，高技术、专业化的制造工艺使它披上了一层神秘的面纱，而它轻巧薄形的体态，独特而理想的性能以及广泛的应用价值，又使它充满魅力，深深地吸引着人们。

在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路的设计和软件的设计，让单片机得到了广泛的应用，几乎是从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用。

单片机小的系统结构几乎是所有具有可编程硬件的一个缩影，可谓是“麻雀虽小，肝胆俱全”，单片机的学习和研究是对微机系统学习和研究的简捷途径。

在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高，因此，单片机也在不断的发展和进步。

单片机的技术进步主要反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。

在这几方面，较为典型地说明了数字单片机的水平。

2.2AT89S52单片机

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程存储器。

使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

AT89S52具有以下标准功能：

8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

图2-1AT89S52的引脚

2.2.1AT89S52单片机引脚功能

P0口：

P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。

作为输出口，每位能驱动8