数字电子钟课程设计讲解文档格式.docx
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姓
名：
王艳涛
1
绪论
电子表是20世纪50年代才开始出现的新型计时器。
最早的一款电子表被称做“摆轮游丝电子表”，它诞生于1955年。
这种手表用电磁摆轮代替发条驱动，以摆轮游丝作为振
荡器，微型电池为能源，通过电子线路驱动摆轮工作。
它的走时部分与机械手表完全相同，被称为第一代电子手表。
1960年，美国布洛瓦公司最早开始出售“音叉电子手表”。
这种手表以金属音叉作为振荡器，用电子线路输出脉冲电流，使机械音叉振动。
它比摆轮式电子手表结构简单，走时更精确，被称为第二代电子手表。
1969年，日本精工舍公司推出了世界上最早的石英电子表。
石英电子表的出现，立刻成为了钟表界主流产品，它走时精确，结构简单，轻松地将一、二代电子表，甚至机械表淘汰出局。
石英表又称“水晶振动式电子表”，因为它是利用水晶片的“发振现象”来计时的。
当水晶受到外部的加力电压，就会产生变形和伸缩反应；
如果压缩水晶，便会使水晶两端产生电力。
这样的性质在很多结晶体上也可见到，称为“压电效果”。
石英表就是利用周期性持续“发振”的水晶，为我们带来准确的时间。
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。
从上世纪80年代，由当时的4位、8为单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。
1.1
单片机的介绍
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller
Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，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。
相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。
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。
它最早是被用在工业控制领域。
1.2单片机应用的特点
控制功能和可靠性高
，单片机是为了满足工业控制而设计的，所以实时控制功能特别强，其CPU可以对I/O接口直接进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的，另外，由于CPU，存储器，以及I/O接口集成在同一芯片内，各部件之间的连接紧凑，数据在传送时受到干扰小，且不易受环境条件的影响，所以单片机的可靠性非常高。
体积小，价格低，易于产品化
，每一片单片机既是一台完整的微型计算机，对于批量的专用场合，一方面可以在众多的单片机品种间进行匹配选择，同时还可以专门进行芯片设计，使芯片功能与应用具有良好和对应关系。
对单片机产品的引脚封装方面，有的单片机引脚已减少到8个或更少，从而使应用系统的印刷板减小，按插件减少，安装简单。
在现代的各种电子器件中，单片机具有良好的性能价格比，这正是单片机得以广泛应用的重要原因。
1.3单片机的应用领域
（1）能仪器仪表
单片机用于各种仪表，一方面提高了仪表仪器的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪表的升级代换。
如各种智能化电气测量仪表，智能传感器等。
（2）机电一体化
机电一体化产品是集机械技术，微电子技术，自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。
单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。
典型的产品如：
机器人，数控机床，自动包装机，点钞机，医疗设备，打印机，传真机，复印机等。
（3）实时工业控制
单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。
电流，电压，温度，液位，流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。
在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。
典型应用如电动机转速控制，温度控制，自动生产线等。
（4）分布系统的前端模式
在较复杂的工业系统中，经常要采用分布式控制系统完成大量的分布参数的采集。
在这类系统中，采用单片机作为分布式系统的前端采集模块。
系统具有运行可靠，数据采集方便灵活，成本低廉等一系列有点。
（5）家用电器
家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广泛如空调，电冰箱，洗衣机、电饭煲，高档洗浴设备，高档玩具。
另外，交通领域中，汽车，火车，飞机，航天等均有单片机的广泛应用。
1.4
51系列单片机
51单片机是对目前所有兼容Intel
8031指令系统的单片机的统称。
该系列单
片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash
rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。
目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。
51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。
需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。
当前常用的51系列单片机主要产品有：
*Intel的：
80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；
*ATMEL的：
89C51、89C52、89C2051
等；
*Philips、华邦、Dallas、Siemens（Infineon）等公司的许多产品。
目前，国产宏晶STC单片机以其低功耗、廉价、稳定性能，占据着国内51单片机较大市场。
设计题目
液晶电子时钟
设计要求
利用单片机AT89S52和LCD1602设计一个数字时钟。
通过按键来控制调节时间的时、分、秒，然后通过LCD1602来显示时间。
设计过程
摘要:
时钟随处可见，随着电子产品的更新速度的加快，各种功能强大，款式新颖的电子产品不断问世。
电子时钟便是这一发展趋势中的代表，各种功能的电子时钟应有尽有，且功能不断更新。
本次课程设计的在液晶显示器LCD1602上显示时间显示，并能通过按键对其进行调时和校准。
关键字：
AT89S52单片机、LCD1602液晶显示器，按键，调时，校准；
1．本设计任务和主要内容
在学习单片机的过程中必须理论联系实际，从实践中检验所学。
时间对每个人的重要性不言而喻，而现在的科技已经通过各种不同的形式来展现时间，来提醒我们要惜时。
设计要求为：
（1）、准确计时，以数字形式在LCD1602上显示时、分、秒的时间
（2）、小时以24小时计时形式，分秒计时为60进位
（3）、校正时间功能（即调整时间）
（4）、通过软件和硬件的测试达到目标的实
2设计方案
2.1
主程序设计思路
通过单片机内部的计数/定时器，采用软件编程来实现时钟计数，一般称为软时钟，这种方法的硬件线路简单，系统的功能一般与软件设计相关，通常用在对时间精度要求不高的场合。
采用时钟芯片，它的功能强大，功能部件集成在芯片内部，具有自动产生时钟等相关功能，硬件成本相对较高；
软件编程简单，通常用在对时钟精度要求较高的场合。
先对显示单元和定时器/计数器初始化，然后重复调用数码管显示模块和按键处理模块，当有按键按下时，则转入相应的功能程序。
2.2
定时器/计数器T0中断服务程序
T0用于计时，选中方式一，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中用一个计数器对50ms计数，计20次则对秒单元加一。
秒单元加到60则对分单元加一，同时秒单元清0；
分单元加到60则对时单元加一，同时分单元清0；
时单元加到24则对时单元清0，标志一天时间计满。
在对各单元计数的同时，把他们的值放到存储器单元的指定位置。
2.3
示意图
2.4
按键处理
按键设置为：
如果没有按键吗，则时钟正常走时。
当按下K0键时，进入调分状态，时钟停止走动；
按S2和S3按键可以进行加一和减一操作；
继续按S1键可以分别进行分和小时的调整；
最后按S1键启动计时。
.1硬件模块的实现
单片机系统中的时钟是一切与时间有关过程的运行基础，在实时控制系统中尤其如此。
钟有绝对时钟和相对时钟两种。
绝对时钟是与当地的时钟同步的，有月、日,时、秒等功。
相对时钟则与当地时间无关，一般只有时、分、自动控制定时时间长短的功能。
MOS-51系列单片机只有T0,T1两个16位定时器，若都用作系统时钟的绝对时钟和相对时钟定时，则当系统再用于通信等需要定时器资源的情况下，会出现定时器不够用的情况.为此，统一设计单片机的时钟系统，用一个定时器完成绝对和相对时钟等多项定时任务是有实际意义的。
3.1.1
显示模块概述概述
1.
功能概述
本时钟使用四个LED显示模块，显示的基本格式为：
时×
×
（秒点跳动）分×
秒×
。
随时可以调整时钟的时间。
当按下时钟调整模式键时，进入调整时间状态。
通过不同的按钮次数，调整不同的位置的数字。
单片机时钟的基本框图如图3.1所示：
图3.1
单片机时钟的基本框图
晶振复位电路：
产生计数信号，完成时钟的运行。
输入模式键：
选择调整的位：
秒，分，时，日，月。
输入调整键：
调整相应位的时间或日期，每按一次，加一。
2.技术方案
一个完整的数字钟电路相当于一个简单的系统，每个部分都要设计。
MCS－51单片机的片内结构由八部分组成。
微型处理机（CPU），数据存储器（RAM）。
程序存贮器（ROM，EPROM），I/O口，定时器，计数器。
中断系统及特殊的功能寄存器（SFR）。
数据存储器和程序存储器的可寻址的范围是：
64K地址范围是：
0000H-----FFFFH扩展的I/O均占用存储器的地址。
4：
C语言程序
#include<
reg52.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitdula=P2^6;
sbitwela=P2^7;
sbitrs=P3^5;
sbitlcden=P3^4;
sbits1=P3^0;
sbits2=P3^1;
sbits3=P3^2;
sbitrd=P3^7;
sbitjj=P3^6;
ucharcount,s1num;
charmiao,shi,fen;
ucharcodetable[]="
2013:
12:
31"
;
ucharcodetable1[]="
00:
00:
00"
voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;
x>
0;
x--）
for（y=110;
y>
y--）;
}
voidwrite_com（ucharcom）
rs=0;
lcden=0;
P0=com;
delay（5）;
lcden=1;
voidwrite_date（uchardate）
rs=1;
P0=date;
voidinit（）
ucharnum;
dula=0;
wela=0;
write_com（0x38）;
write_com（0x0c）;
write_com（0x06）;
write_com（
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