六位数码管电子钟毕业设计

1、山东华宇职业技术学院高职毕业生毕业设计（论文）课题名称 六位数码管电子钟 专业 应用电子专业 班级 应用电子班 学号 20072050105 姓名 程金亮 指导教师 李 雪 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目： 六位数码管电子钟 专业： 应用电子专业 姓名： 程金亮 毕业设计（论文）工作起止时间： 2010-02-01至2010-04-01 毕业设计（论文）的内容要求: 首先对设计题目进行分析，确定实现方法； 设计数字电子钟实现精确计时，由六位数码管分别显示“时”、“分”、“秒”。绘制出原理图，具有整点报时、手动设置修改时间功能控制功能 。指导教师（签名）： 系主任： 年 月 日毕业

2、设计开题报告一、课题设计（论文）目的及意义单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中，MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。目前，可用于MCS-51系列单片机开发的硬件越来越多，与其配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善，因此，可以极方便地利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统。 单片机最小系统是在以MCS-51单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中，不仅具有控制方便、组态简单和灵活

3、性大等优点，而且可以大幅度提高被测试的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为在实时检测和自动控制领域中广泛应用的器件，在工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大2。本课题设计主要在MCS-51单片机上扩展I/O口，扩展定时器定时范围，扩展键盘显示接口。 二、课题设计（论文）提纲1.收集相关资料并仔细研读和思考。2.提出几种设计方案，对提出的设计方案进行比较和论证，确定最佳设计方案。3.对设计方案进行数学建模，通过相关数学推导和计算，确定相关元器件的参数及型号。4.硬件电路的设计与调试。5.整机连

4、调及性能测试。6.整理资料，编写设计论文。 三、课题设计（论文）思路、方法及进度安排1.论证论文的可行性2.搜集资料（图书馆期刊，学术期刊网，百科，专业杂志），对资料进行汇总3.分析和完善提纲4.就提纲完成论文初稿 5.与导师沟通，修改论文，反复知道导师通过。 6.论文格式和文字检查，校对。 7.打印，装订。 四、参考文献1 何立民主编. 单片机应用文集. 北京:北京航空航天大学出版社，19942 王福瑞主编. 单片微机测控系统设计大全. 北京：北京航空航天大学出版社，19993 夏继强 沈德金主编. 单

5、片机实验与实践教程. 北京：北京航空航天大学出版社，20024 wangzhidan. 单片机的发展方向  5 马忠梅主编. 单片机的c语言应用程序设计.北京:北京航空航天大学出版社，2003 摘 要数字钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时

6、电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。校时

7、电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。数字钟是以不同的计数器为基本单元构成的，它的用途十分广泛，只要有计时、计数的存在，便要用到数字钟的原理及结构；同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱。 目 录前言1第一章 数字电子钟的设计方案论证.2 1.1 数字电子钟的应用意义2 1.2 数字电子中设计的要求及技术指标2 1.3 设计方案论证2第二章 核心器件简介2 2.1 元器件清单3 2.2 元器件的识别与测量3 2.3 单片机芯片9 单片机的概念9 AT89C2052高性能8位单片机10第三章 电路原理图及工作原理13 3

8、.1 电路原理图分析13 3.2 工作原理14第四章 系统软件设计14第五章 安装与调试15 5.1 准备元件和工具15 5.2 安装、焊接到电路板上15 5.3 测试与调试15第六章 结束语18致谢词19参考文献20附录. .21前 言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。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一

9、时的耽误可能酿成大祸。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。尤其在医院，每次护士都会给病人作皮试，测试病人是否对药物过敏。注射后，一般等待5分钟，一旦超时，所作的皮试试验就会无效。手表当然是一个好的选择，但是，随着接受皮试的人数增加，到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。 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、定时启闭电路、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。

10、因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 数字集成电路的出现和飞速发展，以及石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度稳定度远远超过了老式的机械表，用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面，目前已有集成的计数、译码电路，它可以直接驱动数码显示器件，也可以直接采用才COMS-LED光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。本设计主要是用中、小规模集成电路设计的一台能显示日、时、分、秒的数字电子钟。是由晶振电路产生1HZ标准信号，分、秒为00?59六十进制计数器，时为00-23二十四进制计数器，周显示从1-日为七进制计数器。可手动校正，且具有整点报时功能。 第一

11、章 数字电子钟的设计方案论证 1.1数字电子钟的应用意义 数字电子钟是用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置，主要由振荡器、分频器、计数器、译码显示器、校时电路、报时电路等六部分组成。这些都是数字电路中应用最广的基本电路。数字电子钟具有计时准确的功能。 1.2数字电子钟设计的要求及技术指标 1设计数字电子钟实现准确计时，由六位数码管分别显示时、“分”、“秒”；附加“星期”数码1位显示。 2时与分与秒数字显示模块间各设置一对不同颜色发光二极管，时间单位数字变化时闪烁一次。 3计时误差不超过0.05秒。 4具有整点报时、手动设置修改时间功能控制功能。 1.3设计方案论证 石英晶体振

12、荡器产生的时脉冲送到分频器，分频电路将时标信号分成每秒一次的方波信号。秒脉冲发生器产生频率稳定很高的秒脉冲，秒脉冲被送到一个六十进制秒计数器计数，将计数结果送至秒个位和十位译码器，译码结果分别由两只七段半导体数码管以十进制数形式显示来。当秒六十进制计数器累计到第59秒时，若再来一个秒脉冲，秒计数器的进位输出就产生进位脉冲（分计数脉冲），同时，秒计数器的十位和个位都复位到零。分计数脉冲又被送到分六十进制计数器计数，经译码电路译码后数码管显示相应的分数。当计满59分59秒时，若再来一个秒脉冲，则分计数器便向时计数器送出时计数脉冲，同时，分、秒计数器均复位到零。时计数器是一个二十四进制计数器，当计数

13、显示23时59分59秒时，若再来一个秒脉冲，则时、分、秒计数器都应回到零，并显示（00 00 00）表示已到达午夜零点，第二天开始继续计数。 第二章 核心器件简介2.1元器件清单表2-1 元器件清单表元器件几位号对照表位号名称型号及规格数量R1-R7电阻517R82.2K1R910K1J1-8跳线剪掉的元件脚7C1、C3瓷片电容1042C4、C5302C2电解电容10U1K1、K2、K3轻触开关3Q1三极管90141SP蜂鸣器1D1、D2、D3、D4发光二极管420脚IC座1IC单片机芯片STC12C10521JZ晶振4MHZ1DPY1、DPY2、DPY3数码管S04021EH3JP插针4针1

14、板105mm*105mm12.2元器件的识别与测量电阻：导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻电阻器简称电阻（Resistor，通常用“R”表示）是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻 。电阻的种类很多，a.按阻值特性:固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感 电阻) 。不能调节的，我们称之为固定电阻。而可以调节的，我们称之为可调电阻。常见的例如收音机音量调节的，主要应用于电压分配的，我们称之为电位器。电阻都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大

15、小。在国际单位制中，电阻的单位是（欧姆），此外还有 K（千欧）， M（兆欧）。其中： 1M=1000K ， 1K=1000。阻值和误差的标注方法a.直标法将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上eg： 5.1k 5% 5.1k Jb.文字符号法将文字、数字两者有规律组合起来表示电阻器的主要参数eg: 0.1=1=0R1，3.3=33=3R3，3K3=3.3Kc.色标法用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级.普通电阻一般有4环表示，精密电阻用5环d.数码法用三位数字表示元件的标称值。从左至右，前两位表示有效数位，第三位表示10n(n=08)。当n=9时为特例，表示10(-

16、1)。0-10欧带小数点电阻值表示为XRX,RXX. eg : 471=470 105=1M 2R2=2.2塑料电阻器的103表示10*103=10k。片状电阻多用数码法标示，如512表示5.1k。电容上数码标示479为47*10(-1)=4.7pF。而标志是0或000的电阻器，表示是跳线，阻值为0。数码法标示时，电阻单位为欧姆，电容单位为pF，电感一般不用数码标示。色环电阻第一环如何确定请参照色标法图片：黑，棕，红，橙，黄，绿，蓝，紫，灰，白 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9a.四环电阻:因表示误差的色环只有金色或银色,色环中的金色或银色环一定是第四环例如，红，黄，棕

17、，金 表示240欧误差为5%b.五环电阻:(1)从阻值范围判断:因为一般电阻范围是0-10M，如果我们读出的阻值超过这个范围，可能是第一环选错了。(2)从误差环的颜色判断:表示误差的色环颜色有银、金、紫、蓝、绿、红、棕。如里靠近电阻器端头的色环不是误差颜色，则可确定为第一环。电阻是一个线性元件。说它是线性元件，是因为通过实验发现，在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比即它是符合欧姆定律：I=U/R电阻的测量：通常来说，使用万用表可以很容易判断出电阻的好坏：将万用表调节在电阻挡的合适挡位，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。应注意的是，测试电阻时手

18、不能接触到表笔的金属部分。但在实际电器维修中，很少出现电阻损坏。着重注意的是电阻是否虚焊，脱焊。 电容：电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容的符号是C。在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(F)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是：1法拉(F)= 1000毫法(mF)1000000微法(F)1微法(F)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。电容的识别：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种容量大的电

19、容其容量值在电容上直接标明，如10 F/16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法：1m=1000 F 1P2=1.2PF 1n=1000PF 数字表示法：三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数宇，第三位数宇表示有效数字后面零的个数，它们的单位都是pF。如:102表示标称容量为1000pF。在这种表示法中有一个特殊情况，就是当第三位数字用"9"表示时，是用有效数宇乘上10-1来表示容量大小。使用寿命：电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。相关公式：一个电容器，如果带1库

20、的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：C=Q/U 但电容的大小不是由Q或U决定的，即：C=S/4kd 。其中，是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离， k则是静电力常量。电容器的电势能计算公式：E=CU2/2电容好坏的判别：黑表笔接电容器的负极，红表笔接电容器的正极，表针迅速摆起，然后逐渐退至某处停留不动，则说明电容器是好的，凡是表针在某一位置停留不稳或停留后又逐渐慢慢向右移动的电容器已经漏电，不能继续使用了。表针一般停留并稳定在 50 200K 刻度范围内。 三极管是半导体三极管也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,是一种电流控制电流的半导体器件.半

21、导体电子器件，有两个PN结组成，可以对电流起放大作用，有3个引脚，分别为集电极（c），基极（b），发射极（e）.有PNP和NPN型两种，以材料分有硅材料和锗材料两种。两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。

22、发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。晶体三极管的三种工作状态 ：截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。 放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数Ic/Ib，这时三极管处放大状态。 饱和导通状态：当加在三极管发射结的电

23、压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。三极管基极的判别：根据三极管的结构示意图，我们知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极，因此，在判别三极管的基极时，只要找出两个PN结的公共极，即为三极管的基极。具体方法是将多用电表调至电阻挡的R×1k挡，先用红表笔放在三极管的一只脚上，用黑表笔去碰三极管的另两只脚，如果两次全通，则红表笔所放的脚就是三极管的基极。如果一

24、次没找到，则红表笔换到三极管的另一个脚，再测两次；如还没找到，则红表笔再换一下，再测两次。如果还没找到，则改用黑表笔放在三极管的一个脚上，用红表笔去测两次看是否全通，若一次没成功再换。这样最多没量12次，总可以找到基极。判定集电极c和发射极e。(以PNP为例)将万用表置于R×100或R×1K挡，红表笔基极b，用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的两个电阻值会是一个大一些，一个小一些。在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为集电极；在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极。 三极管类型的判别： 三极管只有两种类型，即PNP型和NPN型。判别时只要知道基极是P型材料还N型

25、材料即可。当用多用电表R×1k挡时，黑表笔代表电源正极，如果黑表笔接基极时导通，则说明三极管的基极为P型材料，三极管即为NPN型。如果红表笔接基极导通，则说明三极管基极为N型材料，三极管即为PNP型。发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光

26、二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。 发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算：R（EUF）IF式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。有的发光二极管的两根引线

27、一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管，每个数码管可显示09十个数目字。普通发光二极管的检测 （1） 用万用表检测。利用具有×10k挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200k,

28、反向电阻的值为。如果正向电阻值为0或为，反向电阻值很小或为0，则易损坏。种检测方法，不能实地看到发光管的发光情况，因为×10k挡不能向led提供较大正向电流。 （2） 如果有两块指针万用表（最好同型号）可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的“-”笔接被测发光管的正极（p区），余下的“+”笔接被测发光管的负极（n区）。两块万用表均置×10挡。正常情况下，接通后就能正常发光。若亮度很低，甚至不发光，可将两块万用表均拨至×1若，若仍很暗，甚至不发光，则说明该发光二极管性能不良或损坏。应注意，不能一

29、开始测量就将两块万用表置于×1，以免电流过大，损坏发光二极管。（3） 外接电源测量。用3v稳压源或两节串联的干电池及万用表（指针式或数字式皆可）可以较准确测量发光二极管的光、电特性。2.3单片机芯片 单片机的概念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。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。    可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常

30、是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成（如图1所示）。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发

31、者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。    单片机的应用领域 ：1.单片机在智能仪器仪表中的应用；2.单片机在工业测控中的应用；3.单片机在计算机网络和通讯技术中的应用；4.单片机在日常生活及家电中的应用；5.单片机在办公自动化方面。    目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，

32、录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。   AT89C2051高性能8位单片机 2-1 AT89C2051单片机AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含2K bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存储数据（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，功能强

33、大。AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。AT89C2051是一个功能强大的单片机，但他只有20个引脚，15个双向输入/输出端口，其中P1是一个完整的8位双向I/O端口，两个外中断口，两个16位可编程定时计数器，两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。同时AT89C2051的时钟频率可以为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统的唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外中断口，系统唤醒后即进入继续工作状态。省电模式中，片内RAM将被冻结，时钟停止振荡，所有功能停止工作，直至系统被硬件复位方可继续运行。主要功能特性：· 兼容MCS51指令系统 · 2

34、k可反复擦写(>1000次)Flash ROM· 15个双向I/O口 · 6个中断源· 两个16位可编程定时/计数器 · 2.7-6.V的宽工作电压范围· 时钟频率0-24MHz · 128x8bit内部RAM · 两个外部中断源 · 两个串行中断· 可直接驱动LED · 两级加密位· 低功耗睡眠功能 · 内置一个模拟比较放大器· 可编程UARL通道 · 软件设置睡眠和唤醒功能管脚说明:VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路

35、双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1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/地址的第八位。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外部必须被拉高。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口作为第八位地址接收。 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T

36、TL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（

37、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P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（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地位字节。在FLASH

38、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/VP

39、P：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。  第三章 电路原理图及工作原理3.1 原理图分析电路特点这里介绍的电子钟，电路可称得上极简，它仅使用单片的20引脚单片机完成电子钟的全部功能，而笔者见到的其它设计方案均采用二片以上的多片IC实现。电路见图：图3-1 电子钟原理图一片20

40、引脚的单片机STC1052（引脚排列与AT89C2051完全相同）为电子钟主体，其显示笔画数据从P1口分时输出，P3口则输出对应的六位选通信号。由于LED数码管点亮时耗电较大，故不能使用AT89C2051单片来完成，但是可以可以用STC89C1052来完成。另外，本站制作时用超高亮的发光二极管代替昂贵的大数码管，成本低，效果独特。 本电子钟设计有三个轻触式按键，这里我们分别命名为：模式设定键K1、加调整键K2、减调整键K3。由于STC89C2032内部已经集成有复位电阻，所以，复位脚只需要接一只电容即可。本电子钟采用了一只NPN型的三极管及蜂鸣器为闹时讯响电路。本图采用电池供电，电路板上有桥式

41、整流、滤波和三端稳压器7805的安装位置，可以用交流电压供整个系统工作。此电子钟可与任何612V/100mA的交直流电源适配器配合工作，适应性强。3.2 工作原理C2为复位电容，在每次通电后把芯片清成初始状态；Jz为4MHz的晶振，和内部电路产生振荡，给芯片各部分提供时钟信号；K1K2K3为功能按钮，用于调整时间、设置闹铃等；为蜂鸣器的放大驱动管；六个数码管的段选共用芯片的P1.6-P1.0口，位选使用芯片的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P35分别控制六个数码管的选通。数码管为共阴极的，工作时，给第一个数码管要显示的数字置高电平，然后再给第一个数码管的COM端置低电平（其他

42、的数码管的COM置高电平）,这样，第一个数码管显示数字，其他的五个不显示，再给第二个数码管要显示的数字的笔画置高电平，然后再给第二个数码管的COM端置低电平（其他的数码管的COM置高电平）,这样,第二个数码管显示数字,其他的五个不显示。就这样一个一个的显示完六个，然后又返回第一个继续循环显示。六个数码管是一个一个的显示数字的，但由于切换的时间很短，我们看到就想在同时显示一样。第四章 系统软件设计4.1 详细程序设计见附录第五章 安装与调试5.1准备元件和工具1 准备好电烙铁、松香、焊锡丝、剪钳、万用表、夹子等常用工具2 找一个安全平整的工作台，打开元件包，对着元件清单，清点元件3 分析电路原理

43、图，了解工作原理，并将原理图和电路板对照，深刻印象4 用万用表分别测量各个元件的好坏，进一步巩固已经学到的知识5.2 安装、焊接元件到电路板上：按照先低后高，先小后大，先卧式后立式的顺序，正确插入元件，其高低、极性要符合规定。1 先从最低元件安装。应先安装、焊接跳线机及电阻，用电阻多余的脚做跳线，电阻引脚不分正负，焊接时间最好控制在2-3秒。2 安装、焊接瓷片电容。瓷片电容部分正负极。3 安装、焊接轻触开关4 安装、焊接三极管。三极管的外形基本一样，注意分青，且方向要和电路板上的方向一致。5 安装、焊接4MHZ晶振。晶振没有正负极。6 安装、焊接电解电容，装的时候要躺着安装，立着会影响发光二极

44、管的显示不整齐。7 安装、焊接20脚IC插座，从用一小缺口或小圆点标记的地方以逆时针数依次为1-20脚，安装时要注意缺口和电路上的缺口相一致。20只引脚都插到位后，先用手指按住，固定对角两只引脚，防止插入的引脚掉出来，再把板放到桌面上把剩下的引脚焊好。焊好后不要急于插入单片机芯片，因为还有其他元件焊接，防止电烙铁带静电击坏单片机芯片。8 安装、焊接蜂鸣器。9 安装、焊接LED。LED和普通二极管一样，有正负极之分，不能装错。10 安装、焊接数码管。认识数码管内部结构。5.3 测试与调试1.正常走时：默认为走时状态，按24小时制分别显示“时时：分分：秒秒”，有四个秒点动态显示，时间会按实际时间以

45、秒为最少单位变化。2.走时调整：长按K1（或K2、K3）两秒钟以上，时位、分位、秒位会有其一快速闪动，按K1会循环，按K2和K3可以分别对闪动的数字进行加或者减，从而达到快速设定时间的目的。20秒以上长时间没有任何按键操作时，自动按变为正常走时状态。3.闹时调整：再次长按K1（或K2、K3）两秒钟以上，时位、分位、秒位会有其一慢速闪动，按K1会循环，按K2和K3可以分别对闪动的数字进行加或者减，从而达到快速设定闹时的目的。20秒以上长时间没有任何按键操作时，自动按变为正常走时状态。注意：闹时状态下时位会在01-64变化，表示64路定时时间；分位只能在00-24变化，表示24个小时，其中默认显示

46、为24，表示不闹；秒位在00-59变化，表示60个分钟。因此，本电子钟以分钟为最小单位可以设定多路闹时。（由于64路太多，基本上没有什么用，用起来反而不方便，所以，本站出售的是16路定时的。）4.误差修正状态：大家知道，即便是世界上最优良正统的石英晶振，频率也会有偏差，需要电容微调校正频率，不同的电容和负载会影响到频率偏移。这种情况可能会使日误差达到几十秒。当然，配备优质正品元件会使走时误差小到几秒，如果设计微调电容的话，就可以使每天的走时误差小到1秒以内。但是，对于业余制作来说，没有更标准的测量设备来证明你的调试是刚刚好，不能测周期，不能测频率（普通的测量会改变电路工作参数带来更大的测量误差

47、）。而我们一般都会按电视台的时间来做对比，经过了24小时，我的电子钟究竟是快了？还是慢了？现在不用怕了，本电子钟设计了误差校正程序：如果你的电子钟走一天会快1.6秒（或者慢0.8秒），那么，通过本电子钟的误差校正设置，可以在一天中不知不觉的减慢1.6秒（或者加快0.8秒）。因此，本电子钟理论上可以做到日误差小于0.2秒，当然，具体的过程和效果还需要大家去操作和证明。误差校正方法：在闹时调整状态下，再长按K1（或K2、K3）两秒钟以上，时位、分位会变成“一一一一”或者“三三三三”，表示变慢或者变快的意思，按K1选择；秒位会变成00，按K2、K3会在00-80中变化，数字越大，表示校正越大，00等

48、于即不校正变快也不校正变慢，例如2+0=2-0这样的情况。20秒以上长时间没有任何按键操作时，自动按变为正常走时状态。5 任何状态下：长时间（20秒以上）不按任何按键，都会自动回到正常走时状态。这时：A 、如果是在走时状态，正逢到在闹铃响（会长响20秒）中，按K1、K2、K3任意键停止发声。B、 在走时状态，按K3可以让电子钟每秒都发出短短的“嘀”声，这有点类似机械指针式的电子钟（或者机械手表）的声音，当然，声音要大一些。这个功能很有用，例如，我们有些特殊情况时不能转头去看着钟，但是可以闭上眼睛听声音在心中默默数数经过了多少秒再去操作某某。再按可以关掉秒发声。C 、整点报时功能：按K2可以开启

49、和关闭整点报时功能。开启后每逢整点就会听到长响两秒“嘀”声。6 闹时开关功能：按K1可以开启和关闭定时闹铃功能。关闭闹铃后，以前设置的数据不会丢失。 第6章 结束语经过大量查找资料和老师的不断指点，我们将所设计的六位数码管电子钟焊接成功，在这个过程中，我们了解了各个元器件的识别与测量，也了解了AT89C2051单片机及其引脚功能。同时明白了六位数码管电子钟的工作原理并实现了其功能。本程序设计时，只用了一个定时器T0，其他的中断全部关断，定时器工作在两个8位自动加载初始值状态。简短的定时中断程序只负责时间的计数和进位功能，这是保证走时精确。有三个轻触式按键：模式设定键K1，加调整键K2，减调整键

50、K3。此数字钟采用了一只NPN型的三极管及蜂鸣器为闹时讯响电路。 通过这次的毕业设计，我对自己的动手能力有了信心。面临着就业，我将充分发挥我的主观能动性和在学校学到的一切知识。为母校添砖加瓦，为自己的前程奋斗！这次毕业设计的顺利进行，我深刻明白了理论知识与社会实践相结合的道理，从总得到了以前书本知识所不曾得到的知识。更加明白了如今信息时代电子技能知识的重要性。增强了我对实际工艺技术、电子技术和设备技术等方面的认识，掌握了分析处理方法，调试、计算等基本技能的训练，并具备了一定程度的实际工作能力。面对如此激烈的市场竞争体系，只有努力掌握好电子技能知识方可在竞争中立于不败之地，我对从事电子产品的开发

51、和研究充满了兴趣。本次毕业设计是我的电子研发之路的良好开端。我会以此为契机，在日后的工作中深入学习、加深研究，在实际工作中创造自己的价值。毕业设计是我们学习过程中一个十分重要的环节，是锻炼我们运用所学知识正确分析和解决实际问题的一个重要方面，也是培养应用型专门人才的要求。这次的毕业设计，主要强调我们的动手能力，能够让我们利用所学的知识来装配电路。通过本次设计,不但使我们巩固了书本上所学的知识,而且也学到了很多书本外的知识,同时也加强和锻炼了自己的动手能力,为以后参加工作奠定了牢固的基础。知道了做凡事要有一颗平常的心，不要想着走捷径，一步一脚印。也练就了我们的耐心，做什么事都在有耐心。此次比赛中

52、学到了很多很多东西，这是最重要的。总之，参加电子竞赛我们的能力得到了全方位的提高。致谢词在此论文完成之际，谨向给予我指导帮助和关心理解的老师、同学及亲友表示由衷的感谢！首先衷心地感谢我的导师李雪老师。本文从选题到完成，从理论上的探讨到实际问题的解决，无处不饱含着李老师的心血。李老师的悉心指导和建议给了我极大的帮助和支持，使我受益匪浅，在此论文完成之际，谨向李雪老师致以深深的谢意和崇高的敬意。感谢论文主审和答辩委员会的诸位老师，他们辛勤的工作和诚恳的建议会使本文得以进一步完善。感谢提供相关技术帮助的老师和同学，你们的支持和鼓励使我们对这次的作品完成有了信心和动力，也给了我们很多无私的帮助和支持，

53、我们在此深表谢意感谢学院给我们提供了一个展现自己的舞台，给我们一次难得煅炼的机会，使得我们的动手能力和专业技能都有了很大的提高。感谢所有在我学习和论文写作过程中给予过关心和帮助的人。参考文献1 何立民主编. 单片机应用文集. 北京:北京航空航天大学出版社，19942 王福瑞主编. 单片微机测控系统设计大全. 北京：北京航空航天大学出版社，19993 夏继强 沈德金主编. 单片机实验与实践教程. 北京：北京航空航天大学出版社，20024 wangzhidan. 单片机的发展方向

54、  5 马忠梅主编. 单片机的c语言应用程序设计.北京:北京航空航天大学出版社，2003附录主程序（MAIN），如下：ORG 0000HAJMP MAINORG 000BHAJMP TIMEORG 0300HMAIN: MOV 20h,#00h MOV 21H,#00HMOV 22H,#00HMOV 23H,#00HMOV IP,#02H ;IP,IE初始化MOV IE,#82HMOV TMOD,#01H ;设定定时器工作方式MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#3CHSETB TR0 ;启动定时MOV SP,#40H ;重设堆栈指针NEXT: LCALL DISP ;调用显示子程序LCALL KEY ;调用按键检测子程序JZ NEXT LCALL ANKEY ;调用按键处理子程序SJMP NEXT ;重新循环NOPNOPNOP定时中断处理程序：TIME: PUSH ACC ;保护现场PUSH PSWMOV TL0,#0B4H ;赋定时初值MOV TH0,#3CHINC 20H ;MOV A,20HCJNE A,#20,RETI1MOV 20H,#00H ;一秒钟时间到MOV A,21HADD A,#01HDA AMOV 21H,ACJNE A,#60H,RE