基于单片机的电子数字时钟设计讲解Word文件下载.docx

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指导教师：

刘XX教授

助理指导教师：

李XX讲师

二〇12年六月

摘要

近年来，随着数字信息的高速发展，人们对各种各样的数字产品有了越来越多的需求，然而在设计当中，单片机以它功能强大、体积小、价格低廉、而且功耗低的优点，越来越广泛地被应用。

不仅用于小型仪器的设计制造、自动化控制等方面，更是涉及诸多领域。

本次课题研究的是利用AT89C51单片机设计一个LCD多功能数字时钟。

以实现日期、年、月、日、以及温度显示的功能。

以AT89C51为核心，利用LCD显示屏作为显示元件，四个独立按键组成调控电路，附加一个温度采集器以实现温度采集，通过Keil软件编写程序，以实现上述功能，并在LCD液晶屏上显示出来。

本课题的设计思路是利用protues单片机仿真软件进行仿真，在Keil软件商编写相应的仿真程序，最终加入到51单片机的芯片当中进行调试，实现预期功能。

关键词数字信息，单片机，数字时钟，仿真

ABSTRACT

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofdigitalinformation,Peoplehavemoreandmoredemandforavarietyofdigitalproductsintheirdesign,however,theadvantagesofthemicrocontrolleritispowerful,small,inexpensive,andlowpowerconsumption,moreandmorewidespreadapplication.Notonlyforthedesignandmanufactureofsmallinstruments,automationcontrol,andisinvolvedinmanyfields.TheresearchisAT89C51microcontrollerdesignamulti-functionLCDdigitalclock.Inordertoachievethedate,year,month,day,week，andtemperaturedisplay.AT89C51astheuseoftheLCDscreenasadisplayelement,fourseparatebuttonsuptheregulationcircuit,attachatemperatureloggerfortemperatureacquisition,Keilsoftwarewriteaprogramtoachievetheabovefunctions,anddisplayedontheLCDscreen.ThedesignideasofthesubjectistouseprotuesmicrocontrollersimulationsoftwaretosimulateinKeilsoftwarevendorstopreparethecorrespondingsimulationprogrameventuallyaddedtothe51microcontrollerchipdebugging,toachievethedesiredfunctionality.

Keywordsdigital,microcontroller,digitalclock,simulation

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ

ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ

1绪论…………………………………………………………………1

1.1课题背景…………………………………………………………1

1.1.1AT89C51单片机简介…………………………………………1

1.1.2AT89C51单片机的引脚图及说明……………………………2

1.1.3AT89C51单片机的中断系统……………………………………3

2课题设计原理……………………………………………………………3

2.1设计思路………………………………………………………………6

2.1.1设计要求……………………………………………………………12

2.1.2总体设计框图………………………………………………………13

2.2硬件设计………………………………………………………………14

2.2.1AT89C51单片机最小系统…………………………………………15

2.2.2设计所需器件以及介绍………………………………………………20

3软件设计…………………………………………………………………28

3.1软件实现功能……………………………………………………………28

3.2软件设计的基本流程……………………………………………………28

3.3软硬件调试………………………………………………………………30

3.4软件设计程序…………………………………………………………35

结论……………………………………………………………………………52

参考文献………………………………………………………………………53

附录A：

设计元件清单………………………………………………………54

附录B:

参与设计人员………………………………………………………55

致谢……………………………………………………………………………56

1绪论

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。

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。

下面是单片机的主要发展趋势。

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。

单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,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、自动起闭路灯、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，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

1.1课题背景

1.1.1AT89C51单片机简介

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

1.1.2AT89C51单片机的引脚图及说明

VCC：

供电电压。

　　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P0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/地址的低八位。

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外部必须接上拉电阻。

　　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。

在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。

　　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信号。

　　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，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

　　P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

　　口管脚备选功能

　　P3.0RXD（串行输入口）

　　P3.1TXD（串行输出口）

　　P3.2/INT0（外部中断0）

　　P3.3/INT1（外部中断1）

　　P3.4T0（记时器0外部输入）

　　P3.5T1（记时器1外部输入）

　　P3.6/WR（外部数据存储器写选通）

　　P3.7/RD（外部数据存储器读选通）

　　P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

　　RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

　　ALE/PROG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

　　/PSEN：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

　　/EA/VPP：

当