AT89C52电子时钟设计

1、可编辑湖南文理学院物电学院光电技术装配实践报告 实习内容： 单片机电子钟的组装 专业班级： 光电14101班 学生姓名： 李梓墅 指导教师： 彭光含 时 间： 2017/05/30-2017/06/12 1、 电子组装产品的工作原理；利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.01s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为100，每中断一次中断计数初值减1，当减到0时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。 为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显

2、示法实现LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。2、 原理图绘制和PCB图纸设计；3、 电路中的电子元件认识和常识；AT89C52：AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52有40

3、个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。AT89C52为8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vp

4、d（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义。P0 口P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口， 也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1 口P

5、1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51 不同之处是，P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），参见表1。Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低8 位地址。引脚功能特性P1.0T2，时钟输出P1.1T2EX（定时/计数器2）P2 口P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I

6、/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口P2 写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16 位地数据存储器（例如执行MOVX DPTR 指令）时，P2 口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVXRI 指令）时，P2 口输出P2锁存器的内容。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P3 口P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输

7、出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当

8、访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP外部访问允许。欲使C

9、PU 仅访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。XTAL1振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2振荡器反相放大器的输出端。DS1302：DS1302是具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.0V5.5V。采用三线接口与

10、CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302的引脚排列,其中Vcc2为主电源，VCC1为后备电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传

11、送的方法。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)， SCLK为时钟输入端。DS1302 存在时钟精度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点。DS1302可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析及对异常数据出现的原因的查找具有重要意义。传统的数据记录方式

12、是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此，只能记录数据而无法准确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且，某些测控系统可能不允许。但是，如果在系统中采用时钟芯片DS1302，则能很好地解决这个问题。CD4017：CD4017 是5 位Johnson 计数器，具有10 个译码输出端，CP、CR、INH 输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH 为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR 为高电平时，计数器清零。CO：进位脉冲输出CP：

13、时钟输入端CR：清除端INH：禁止端Y0Y9:计数脉冲输出端VDD：正电源VSS：地8550：三极管8550是一种常用的普通三极管。 它是一种低电压，大电流，小信号的PNP型硅三极管。8050：三极管8050是非常常见的NPN型晶体三极管，在各种放大电路中经常看到它，应用范围很广，主要用于高频放大。也可用作开关电路。色环电阻：色环电阻，是在电阻封装上（即电阻表面）涂上一定颜色的色环，来代表这个电阻的阻值。黑，棕，红，橙，黄，绿，蓝，紫，灰，白， 金， 银0， 1， .2， .3， 4， .5， 6， .7， 8， .9，. 5%，10%倒数第二环，表示零的个数。最后一位，表示误差。这个规律有一

14、个巧记的口诀，类似彩虹七色，黑色是0，棕色是1，红橙黄绿蓝紫灰白对应29，金银对应5%或10%误差。例如，红，黄，棕，金 表示240欧。色环电阻分四环和五环，通常用四环。倒数第二环，可以是金色（代表0.1）和银色的（代表0.01），最后一环误差可以是无色（20%）的。五环电阻为精密电阻，前三环为数值，最后一环还是误差色环，通常也是金、银和棕三种颜色，金的误差为5%，银的误差为10%，棕色的误差为1%，无色的误差为20%，另外偶尔还有以绿色代表误差的，绿色的误差为0.5%。精密电阻通常用于军事，航天等方面。色环实际上是早期为了帮助人们分辨不同阻值而设定的标准。现在应用还是很广泛的，如家用电器、电

15、子仪表、电子设备中常常可以见到。但由于色环电阻比较大，不适合现代高度集成的性能要求。3、焊接工艺技巧1 掌握好加热时间 锡焊时可以采用不同的加热速度，例如烙铁头形状不良，用小烙铁焊大焊件时我们不得不延长时间以满足锡料温度的要求。在大多数情况下延长加热时间对电子产品装配都是有害的， 这是因为 （1） 焊点的结合层由于长时间加热而超过合适的厚度引起焊点性能劣化。 （2） 印制板，塑料等材料受热过多会变形变质。 （3） 元器件受热后性能变化甚至失效。 （4） 焊点表面由于焊剂挥发，失去保护而氧化。 结论：在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好。 2 保持合适的温度 如果为了缩短加热时间而采用高温烙铁

16、焊校焊点，则会带来另一方面的问题：焊锡丝中的焊剂没有足够的时间 在被焊面上漫流而过早挥发失效；焊料熔化速度过快影响焊剂作用的发挥；由于温度过高虽加热时间短也造成过热现象。 结论：保持烙铁头在合理的温度范围。一般经验是烙铁头温度比焊料熔化温度高50较为适宜。 理想的状态是较低的温度下缩短加热时间，尽管这是矛盾的，但在实际操作中我们可以通过操作手法获得令人满意的解决方法。 3 用烙铁头对焊点施力是有害的 烙铁头把热量传给焊点主要靠增加接触面积，用烙铁对焊点加力对加热是徒劳的。很多情况下会造成被焊件的损伤，例如电位器，开关，接插件的焊接点往往都是固定在塑料构件上，加力的结果容易造成原件失效。 锡焊操

17、作要领 1 焊件表面处理 手工烙铁焊接中遇到的焊件是各种各样的电子零件和导线，除非在规模生产条件下使用“保险期”内的电子元件，一般情况下遇到的焊件往往都需要进行表面清理工作，去除焊接面上的锈迹，油污，灰尘等影响焊接质量的杂质。手工操作中常用机械刮磨和酒精，丙酮擦洗等简单易行的方法。 2 预焊 预焊就是将要锡焊的元器件引线或导电的焊接部位预先用焊锡润湿，一般也称为镀锡，上锡，搪锡等。称预焊是准确的，因为其过程合机理都是锡焊的全过程焊料润湿焊件表面，靠金属的扩散形成结合层后而使焊件表面“镀”上一层焊锡。 预焊并非锡焊不可缺少的操作，但对手工烙铁焊接特别是维修，调试，研制工作几乎可以说是必不可少的。

18、 3 不要用过量的焊剂 适量的焊剂是必不可缺的，但不要认为越多越好。过量的松香不仅造成焊后焊点周围需要清洗的工作量，而且延长了加热时间（松香融化，挥发需要并带走热量），降低工作效率；而当加热时间不足时又容易夹杂到焊锡中形成“夹渣”缺陷；对开关元件的焊接，过量的焊剂容易流到触点处，从而造成接触不良。 合适的焊剂量应该是松香水仅能浸湿将要形成的焊点，不要让松香水透过印制板流到元件面或插座孔里（如IC插座）。对使用松香芯的焊丝来说，基本不需要再涂焊剂。 4 保持烙铁头的清洁 因为焊接时烙铁头长期处于高温状态，又接触焊剂等受热分解的物质，其表面很容易氧化而形成一层黑色杂质，这些杂质几乎形成隔热层，使烙

19、铁头失去加热作用。因此要随时在烙铁架上蹭去杂质。用一块湿布或湿海绵随时擦烙铁头，也是常用的方法。 5 加热要靠焊锡桥 非流水线作业中，一次焊接的焊点形状使多种多样的，我们不可能不断换烙铁头。要提高烙铁头加热的效率，需要形成热量传递的焊锡桥。所谓焊锡桥，就是靠烙铁上保留少量焊锡作为加热时烙铁头与焊件之间传热的桥梁。 显然由于金属液的导热效率远高于空气,而使焊件很快被加热到焊接温度,如图四。应注意作为焊锡桥的锡保留量不可过多。 6 焊锡量要合适 过量的焊锡不但毫无必要地消耗了较贵的锡，而且增加了焊接时间，相应降低了工作速度。更为严重的是在高密度的电路中，过量的锡很容易造成不易察觉的短路。 但是焊锡

20、过少不能形成牢固的结合，降低焊点强度，特别是在板上焊导线时，焊锡不足往往造成导线脱落。 7 焊件要牢固 在焊锡凝固之前不要使焊件移动或振动，特别使用镊子夹住焊件时一定要等焊锡凝固再移去镊子。这是因为焊锡凝固过程是结晶过程，根据结晶理论，在结晶期间受到外力（焊件移动）会改变结晶条件，导致晶体粗大，造成所谓“冷焊”。外观现象是表面无光泽呈豆渣状；焊点内部结构疏松，容易有气隙和裂隙，造成焊点强度降低，导电性能差。因此，在焊锡凝固前一定要保持焊件静止，实际操作时可以用各种适宜的方法将焊件固定，或使用可靠的夹持措施。 8 烙铁撤离有讲究 烙铁处理要及时，而且撤离时的角度和方向对焊点形成有一定关系。 撤烙铁时轻轻旋转一下，可保持焊点适当的焊