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1、三、设计内容 针对要实现的功能，拟采用 AT89C51 单片机进行设计，AT89C51 单片机是一款低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写 1000次的 Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。摘要：用 89C51，BUTTON，六段数码管等构成电子时钟，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。关键字：89c51 数字时钟 实验设计 系

2、统总体构成：首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及内部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。设计使用 12MHZ晶振与单片机 AT89C51 相连接，以 AT89C51 芯片为核心，实现在 6个 LED 数码管上显示日期、时间、定时、闹铃，通过 6个按键实现设置日期、进行调时、设定闹铃、倒计时等功能。软件部分用汇编实现，分为显示、延迟、调时、闹铃、定时、调整日期等部分。通过软硬件结合达到最终目的 图 1 单片机数字钟硬件系统的总体设计框图 原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息，并通过程序控制扫描输出显示数据。利用定时器 0与软

3、件结合实现 1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加 1；若秒值达到 60，则将其清零，并将相应的分字节值加 1；若分值达到 60，则清零分字节，并将时字节值加 1；若时值达到 24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。电源模块方案：采用普通的 USB线连接微型计算机作为系统电源，虽然功率上可以满足稍大于系统需要，但同样不需要更换电源，并且比直流稳压电源更轻便，可随时使用、调试系统。按键模块方案：采用独立式键盘。独立式按键是直接用 I/O 口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根 I/O口线，每个按键的工作不会影响其它 I/O口线

4、的状态。但当所需按键数量多，会占用过多的 I/O 口线。硬件设计：单片机的最小系统是由电源、复位、晶振、/EA=1组成，下面介绍一下每一个组成部分。1.电源引脚 Vcc 40 电源端 GND 20 接地端 工作电压为 5V，另有 AT89LV51工作电压则是 2.7-6V,引脚功能一样。2.输入输出引脚（1）P0 端口P0.0-P0.7 P0 是一个 8位漏极开路型双向 I/O端口，端口置 1（对端口写 1）时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动 8 个 TTL。（2）P1 端口P1.0P1.7 P1 是一个带有内部上拉电阻的 8位双向 I/0 端口。输出时可驱动 4个 TTL。端口置 1时，内

5、部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。（3）P2 端口P2.0P2.7 P2 是一个带有内部上拉电阻的 8位双向 I/0 端口。对内部Flash程序存储器编程时，接收高 8位地址和控制信息。（4）P3 端口P3.0P3.7 P2 是一个带有内部上拉电阻的 8位双向 I/0 端口。3.LED显示电路 发光二极管（LED）由特殊的半导体材料砷化镓、磷砷化镓等制成，可以单独使用，也可以组装成分段式或点阵式 LED显示器件（半导体显示器）。分段式显示器（LED数码管）由 7 条线段围成 8 字型，每一段包含一个发光二极管。外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光。只要按规律控制各发光段亮、灭，就可以显示

6、各种字形或符号。LED数码管有共阳、共阴之分。图是共阳式、共阴式 LED数码管的原理图和符号.图 2 共阳式、共阴式 LED数码管的原理图和数码管的符号图 显示电路显示模块需要实时显示当前的时间,即时、分、秒，因此需要 6 个数码管，另需两个数码管来显示横。采用动态显示方式显示时间，硬件连接如下图所示，时的十位和个位分别显示在第一个和第二个数码管，分的十位和个位分别显示在第四个和第五个数码管，秒的十位和个位分别显示在第七个和第八个数码管，其余数码管显示横线。多位 LED 显示器，通常都是采用动态扫描的方法进行显示，其硬件连接方式如下图所示。图 4 数码管的硬件连接示意图 软件设计：系统的软件设

7、计也是工具系统功能的设计。单片机软件的设计主要包括执行软件（完成各种实质性功能）的设计和监控软件的设计。单片机的软件设计通常要考虑以下几个方面的问题：（1）根据软件功能要求，将系统软件划分为若干个相对独立的部分，设计出合理的总体结构，使软件开发清晰、简洁和流程合理；（2）培养良好的编程风格，如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便于调试、链接，又便于移植和修改；（3）建立正确的数学模型，通过仿真提高系统的性能，并选取合适的参数；（4）绘制程序流程图；（5）合理分配系统资源；调试步骤：首先打开 protus 6 professional 软件，在元件库中找到要选用的所有元件，然后进行原理

8、图的绘制；绘制好后再选择 wave6000 已经编译好的*.hex 文件，选择运行，观察显示结果，根据显示的结果和课题的要求再修改程序，再运行查，直到满足要求。调试中出现的问题：在电子钟设计中程序比较长，调试时遇到了各种各样的问题，比如跳转距离过长出现语法错误。因此修改程序的时间很长，有语法错误，也有仿真时功能无法实现的问题，在此不能一一说明，只能对个别问题加以阐述。由于在走时调整、闹铃调整及定时设定时，按下键时每 0.2 秒步进 1，这就需要每0.2 秒对按键输入进行一次扫描，因此开始时，我用的是延迟 0.2秒再返回按键扫描程序的方法，但是可以想到，进行单纯的延迟时，不会有显示，在仿真时功能

9、没有实现。后来我采用的是反复调用若干次显示程序以实现延迟，较好地解决了这个问题。在使用 Proteus 进行仿真时，仿真图不用画出数码管驱动程序，其他部分与设计的硬件图相仿。绘制结果如下：图 3 仿真图 源程序代码 ORG 0000H MOV 30H,#1 MOV 31H,#2 MOV 32H,#0 MOV 33H,#0 MOV 34H,#0 MOV 35H,#0 MOV TMOD,#01 XS0:SETB TR0 MOV TH0,#00H MOV TL0,#00H XS:MOV 40H,#0FEH MOV DPTR,#TAB MOV P2,40H MOV A,30H MOVC A,A+DPT

10、R MOV P0,A LCALL DELAY MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,31H ADD A,#10 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,32H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,33H ADD A,#10 MOVC A,A+D

11、PTR MOV P0,A LCALL DELAY MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,34H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,35H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A JB TF0,JIA JNB P1.0,P100 JNB P1.1,P1000 JNB P1.2,

12、P10000 AJMP XS P100:MOV 30H,#0 MOV 31H,#0 MOV 32H,#0 MOV 33H,#0 MOV 34H,#0 MOV 35H,#0 JIA:CLR TF0 MOV A,35H CJNE A,#9,JIA1 MOV 35H,0 MOV A,34H CJNE A,#5,JIA10 MOV 34H,#0 P10000:JNB P1.2,P10000 MOV A,33H CJNE A,#9,JIA100 MOV 33H,#0 MOV A,32H CJNE A,#5,JIA1000 MOV 32H,#0 P1000:JNB P1.1,P1000 MOV A,31H

13、 CJNE A,#9,JIA10000 MOV 31H,#0 MOV A,30H CJNE A,#2,JIA100000 MOV 30H,#0 AJMP XS0 JIA100000:INC 30H AJMP XS0 JIA10000:CJNE A,#3,JIAJIA MOV A,30H CJNE A,#02,JIAJIA MOV 30H,#0 MOV 31H,#0 AJMP XS0 JIAJIA:INC 31H AJMP XS0 JIA1000:INC 32H AJMP XS0 JIA100:INC 33H AJMP XS0 JIA10:INC 34H AJMP XS0 JIA1:INC 35

14、H AJMP XS0 RET DELAY:MOV R6,#9H D1:MOV R7,#19H DJNZ R7,$DJNZ R6,D1 RET TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H,092H,082H,0F8H,080H,090H DB 040H,079H,024H,030H,019H,012H,002H,078H,000H,010H END 结语：在程序设计过程中，我遇到了很多困难，这部分也是让我学到很多东西的地方。通过这次单片机课程设计，我感觉到自己知识的严重不足。很多方面都没能很好的掌握，在制作过程中，经常遇到自己不理解的问题，当然，在同学的帮助下，问题最终解决，在这次学习中，让我更深刻的了解了 AT89C51 芯片在电气控制方面的广泛运用和重大作用，所以我们一定要掌握好 AT89C51 芯片。首先，我学习了定时器的相关知识，计数器的使用是很重要的组成部分，在这个设计中选择计数器 T0。T0的工作方式有：方式 0：不推荐 方式 1：16位计数器，常用 方式 2：自动重装初值的 8位定时/计数器 方式 3：T0相当于两个独立的 8位定时/计数器 其次，我参看了文献中的设计思路，做到胸有成竹后再进行具体的程序书写工作。认真学习了教科书中关于汇编语言编程的问题，熟悉了汇编语言的编程方法和语法习惯。