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LEDelectroniccalendaristhecentralcontroller,clocksystem,memory,display,buzzerandkeyboardparts.ControllerusingmicrocontrollerAT89S51,clocksystemclockwithTimer0,with7LEDasadisplay,usingAT24C02asamemorydevice,setalarmwithabuzzerasthealarmoutputdevice.MicrocontrollerthroughthetimeclockTimer0dataacquisition,dataprocessingtimeaftertheshow;
throughthecurrenttimeandreadfromthememorycomparisonoftimetoachievethealarmsettoachievethealarm;
throughkeyboardkeyscorrespondingtotheclockoftheschooltoachievetime,alarmandotherfunctionstoachieve.
Keywords:
Single-chipLEDAT24C16
目录
前言1
1、基本要求1
2、创新提高1
1.方案设计2
1.1方案设计与论证2
1.1.1单片机芯片的选择方案和论证2
1.1.2时钟芯片的选择方案和论证3
1.1.3显示模块选择方案和论证3
2.单元模块设计3
2.1各单元模块功能介绍及电路设计4
2.1.1复位电路4
2.1.2LED显示电路设计4
2.1.3存储电路5
2.1.4时钟模块的设计5
2.1.5按键设计5
2.2电路原理及说明5
2.2.1AT89S51定时器Timer0的介绍及其工作原理：
5
2.2.2定时/计数器的方式寄存器TMOD6
2.2.3定时/计数器控制寄存器TCON6
2.2.4定时器初始化编程：
7
3.软件设计7
3.1主程序7
3.2时间模块设计8
3.3时间调整程序设计8
3.4软件调试9
3.5测试结果分析9
3.6测试结论10
4.总结与体会10
附录10
附录一系统原理图：
10
附录二系统仿真图：
11
附录三设计部分源程序12
1.Timer0中断处理程序12
2.按键处理程序13
3.I2C协议17
4.主程序20
参考文献22
前言
电子时钟已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人家庭,及车站办公室等公共场所，给人们生活.娱乐带来了极大的方便。
随着技术的发展，人们已不再满足于钟表原先的简单的报时功能，希望出现一些新的功能，比如日历的显示.闹钟的应用等，以带来更大的方便，而所有这些，又是以数字化的电子时钟为基础的。
因此，研究实用电子时钟有着非常现实的意义，具有很大的使用价值。
我们在学习了在学习了数模电和《单片机原理及接口技术》课程后，为了加深对理论知识的理解，学习理论知识在实际中的运用，培养动手能力和解决实际问题的经验让我亲自接触AT89S51，并会用AT89S51的Timer0开发时钟模块，应用到其他系统中去。
熟悉KeiluVision4软件调试程序和仿真.
通过实验提高对单片机的认识；
通过实验提高焊接、布局、电路检查能力；
通过实验提高软件调试能力；
进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。
通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解相关电路参数的计算方法。
通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使我了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应工作打下基础。
1、基本要求
（1）具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能；
（2）具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；
（2）时间与阴、阳历能够自动关联。
2、创新提高
（1）具备定时定闹；
（2）具备纪念日的设定，提醒。
1.方案设计
1.1方案设计与论证
按照系统的设计功能要求，本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力配合按键控制，来控制时钟的存储和查询及显示。
初步确定设计系统由单片机主控模块、时钟模块（AT89S51定时器）、存储模块、显示模块、键盘接口模块、闹钟模块共6个模块组成，电路系统框图如图1所示。
时钟
Timer0
图1：
系统框图
1.1.1单片机芯片的选择方案和论证
方案
（1）：
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C51是一种带2K字节闪烁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100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。
方案
（2）：
如果用8031系列，由于它没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不可用；
51系列单片机的ROM为4K，对于我们设计的系统可能有点小。
终上所述我们选择方案1
1.1.2时钟芯片的选择方案和论证
直接用单片机的定时器编程以实现时钟，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。
采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，简化电子线路设计，降低程序设计难度。
用专门的时钟芯片实现时钟的记时，再把时间数据送入单片机，由单片机控制显示。
比较两种方案，用软件实现时钟固然可以，但是程序运行的每一步都需要时间，多一步或少一步程序都会影响记时的准确度，用专用时钟芯片可以实现准确记时。
但是使用专用芯片，会增加系统成本，造成电路复杂等缺点。
因些选择方案一
1.1.3显示模块选择方案和论证
时钟的显示可以用LCD1602来显示，但是LCD1602只能显示数字和字母而且显示不醒目，我们设计的系统有很多东西需要显示，而且显示需要很高的亮度所以不采用一方案。
用LED作为显示模块，由于它亮度高，经济实惠，而且可以自由布局可以相当美观，因此我们选用LED作为显示器。
因此我认为方案二最佳
2.单元模块设计
2.1各单元模块功能介绍及电路设计
根据方案的选择，系统由AT89C51、AT24C02存储电路、LED显示电路、键扫描电路组成。
其各功能模块如下：
2.1.1复位电路
上电复位采用电平方式开关复位。
如图2所示。
上电复位用RC电路，电容用22
F，R5用10K
R4用200
。
（1）晶振电路
单片机的晶振频率采用12MHZ，加两个15pF电容。
图3所示。
图2复位电路图3晶振电路
2.1.2LED显示电路设计
显示电路采用7段LED数码管显示，由于我们需要显示年、月、日、时、分、秒，因此需要16个LED，但单片机的IO口有限，因此在显示电路设计我们只能采用动态扫描方式来实现数据显示，设计中我们采用2片74ls138级联作为数码管的位选控制位，这样我们只需要5个口线就能实现16个LED的动态扫描，在电路中P0口为段码输出位，P2口的低五位作为数码管的位选控制位输出端，电路如图4所示。
图4显示模块电路图
2.1.3存储电路
存储电路采用ATMEL公司生产的AT24C02（图5所示），具有2KB的存储空间。
其管脚接法是1、2、3、4接地，5、6分别接单片机的端口，7、8接5V电源。
图5AT24C02引脚图图6时钟模块图
2.1.4时钟模块的设计
我们采用AT89S51的定时器Timer0产生时基，主要为了节约成本，精简电路，而且在时钟要求不高的场合，其精度已满足要求。
2.1.5按键设计
由于按键只有5个，分别实现为功能设置、时间的加减、确认，备用键。
用查询法完成读键功能。
2.2电路原理及说明
AT89S51单片机的内部16位定时/计数器是一个可编程定时/计数器，它既可以工作在13位定时方式，也可以工作在16位定时方式和8位定时方式。
只要通过设置特殊功能寄存器TMOD，即可完成。
定时/计数器何时工作也是通过软件来设定TCON特殊功能寄存器来完成的。
现在我们选择16位定时工作方式，对于T0来说，最大定时也只有65536us，即65.536ms，无法达到我们所需要的1秒的定时，因此，我们必须通过软件来处理这个问题，假设我们取T0的最大定时为50ms，即要定时1秒需要经过20次的50ms的定时。
对于这20次我们就可以采用软件的方法来统计了。
因此，我们设定TMOD＝00000001B，即TMOD＝01H
下面我们要给T0定时/计数器的TH0，TL0装入预置初值，通过下面的公式可以计算出
TH0＝（216－50000）/256S
TL0＝（216－50000）MOD256
当T0在工作的时候，我们如何得知50ms的定时时间已到，这回我们通过检测TCON特殊功能寄存器中的TF0标志位，如果TF0＝1表示定时时间已到。
2.2.2定时/计数器的方式寄存器TMOD
功能选择位C/T：
=0，定时功能，计数内部机器周期脉冲；
=1，计数功能，计数引脚T0（T1）输入的负脉冲。
方式选择位M1、M0：
门控方式选择位GATE
计数器启动方式的选择
确定定时器工作方式指令：
MOVTMOD，#方式字
例：
设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。
MOVTMOD，#0D2H;
11010010B
2.2.3定时/计数器控制寄存器TCON
TR0——定时/计数器0运行控制位。
软件置位，软件复位。
与GATE有关，分两种情
况：
GATE=0时，若TR0=1，开启T0计数工作；
若TR0=0，停止T0计数。
GATE=1时，若TR0=1且/INT0=1时，开启T0计数；
若TR0=1但/INT0=0，则不能开启T0
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