課程設計(論文)說明書題目：基于AT89S52單片機實現用數碼管顯示時鐘院（系）：專業：學生姓名：學號：指導教師：職稱：2011年12月15日桂林電子科技大學課程設計（論文）報告用紙第1頁共2頁摘要本課程設計要求基于STC89C52單片機實現用8位數碼管進行時鐘顯示。采用了AT89C52單片機和DS1302實時時鐘芯片,使用5V電源進行供電。設計的時鐘可以通過按鍵切換，數碼管顯示北京時間（時、分、秒）以及月份、日期、星期，并且可以實現時鐘的校準功能。主要的程序有：時鐘芯片驅動程序,數碼管顯示及驅動程序等。設計成果制作成可供實際檢測的實物電路板。關鍵詞：單片機；DS1302；時鐘電路；數碼管顯示；AbstractTherequirementsofthecurriculumdesignisbasedonSTC89C52singlechipmicrocomputer,using8-bitdigitaltubestodisplayclock.UsingAT89C52singlechipmicrocomputerandDS1302real-timeclockchip,andtheuseof5Vpowersupply.Designoftheclockbymeansofthekeyswitches,displayBeijingtime(hours,minutes,seconds)andmonth,date,week,withdigitaltubes,andalsocanachievethefunctionofclockcalibration.Themainprocedures:ClockChipDriver,thedigitaldisplayandcontroldrivers.Thedesignresultscanbeusedinthepracticaldetectionwhichhavebeenmadeintoarealcircuitboard.Keywords：singlechipmicrocomputer；DS1302；clockcircuit；digitaltubedisplay；桂林電子科技大學課程設計（論文）報告用紙第2頁共2頁目錄引言.11電子鐘功能及總體方案介紹.21.1電子鐘功能介紹.21.1.1基本功能要求.21.1.2擴展功能要求.21.2總體方案介紹.21.2.1計時方案.21.2.2按鍵/顯示方案.22時鐘系統的硬件設計.22.1控制芯片的選擇.22.1.1AT89S52單片機性能與特點.22.1.2單片機的內部結構.32.1.3AT89S52引腳的功能說明.32.1.4存儲器的配置.52.2DS1302的結構及工作原理.52.2.1引腳功能及內部結構.52.2.2DS1302的控制字節.62.374HC573結構及工作原理.72.3.1高性能硅門COMS器件介紹.72.3.2引腳結構圖及其功能.72.4數碼管的基本介紹.72.5時鐘電路設計.82.5.1時鐘芯片通信電路.82.5.2按鍵調時電路設計.82.5.3顯示模塊的電路設計.93軟件模塊設計.103.1主程序設計.103.2時鐘芯片實時時間.104硬件組裝.114.1元件清單.114.2電路板.115課程設計結果及總結.125.1結果展示.125.2課程設計總結.12謝辭.13參考文獻.14桂林電子科技大學課程設計（論文）報告用紙第1頁共15頁引言21世紀，電子技術獲得了飛速的發展，在其推動下，現代電子產品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產力的發展和社會信息化程度的提高，同時也使現代化電子產品性能進一步提高，產品更新換代的節奏也越來越快。時鐘，自從它被發明的那天起，就成為人類的朋友。隨著時間的推移，隨著科學技術的不斷發展，隨著生活水平的提高,人們越來越追求人性化的事物，對時間計量的精度要求越來越高，應用也越來越廣泛，這些都導致傳統的時鐘已不能滿足人們的需求。現代生活的人們越來越重視了時間觀念，可以說是時間和金錢劃上了等號。對于那些對時間把握非常嚴格和準確的人或事來說，時間的不準確會帶來非常大的麻煩，所以以數碼管為顯示器的時鐘比指針式的時鐘表現了更大的優勢。數碼管顯示的時間簡單明了，而且讀數快、時間準確顯示到秒。現代的實時時鐘不僅需要數字電路技術而且需要模擬電路技術和單片機技術，增加了調時的功能。其電路可以由實時時鐘模塊、人機接口模塊、數碼管顯示模塊等部分組成。利用軟件編程盡量做到硬件電路簡單穩定，減小電磁干擾和其他環境干擾，充分發揮軟件編程的優點，減小因元器件精度不夠引起的誤差，但是數字鐘還是可以改進和提高如選用更精密的元器件。但與機械式時鐘相比已經具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內裝化等幾個方面發展。單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統的控制系統設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能，現在已能用單片機通過軟件方法來實現了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統控制技術的一次革命。單片機模塊中最常見的是數字鐘。利用單片機實現的電子時鐘具有編程靈活、精確度高等特點，并且便于電子時鐘的擴充，即可用該電子鐘發出各種控制信號，同時可以用該電子時鐘發出各種控制信號。數字鐘是采用數字電路實現對時、分、秒及數字顯示的計時裝置，廣泛用于個人家庭、車站、碼頭、辦公室等公共場所，成為人們日常生活中不可少的必需品，由于數字集成電路的發展和石英晶體振蕩器的廣泛應用，使得數字鐘的精度，遠遠超過老式鐘表，鐘表的數字化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數字化為基礎的。因此，研究數字鐘及擴大其應用，有著非常現實的意義。本課題研究的主要目的就是設計一個基于單片機的日歷時鐘系統。能夠準確的顯示出當前的時間信息。當時間顯示不準確時調整出準確的時間信息即可。桂林電子科技大學課程設計（論文）報告用紙第2頁共15頁1電子鐘功能及總體方案介紹1.1電子鐘功能介紹1.1.1基本功能要求（1）設計的電子時鐘用8位數碼管顯示。（2）時間格式位為XX-XX-XX，分別為時、分、秒。1.1.2擴展功能要求（1）設計的電子時鐘可以通過按鍵切換顯示日歷，其格式為XX-XXX，分別為月份、日期、星期。（2）設計的電子時鐘可以進行時間的校準功能。1.2總體方案介紹1.2.1計時方案利用AT89S52單片機內部的定時/計數器和時鐘芯片DS1302進行終端定時，配合軟件延時實現時、分、秒的計時。該方案節省硬件成本，并且能使讀者在定時/計數器的使用、中斷及程序設計方面得到鍛煉和提高，對單片機的指令系統能有更深入的了解。1.2.2按鍵/顯示方案AT89S52外接8個LED數碼管構成顯示器，外接5個按鍵（K1、K2、K3、K4、K5）構成按鍵控制部分。設計框圖如圖1-1所示：圖1-1電子時鐘設計框圖2時鐘系統的硬件設計2.1控制芯片的選擇2.1.1AT89S52單片機性能與特點（1）AT89S52為ATMEL所生產的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程Flsah存儲器。桂林電子科技大學課程設計（論文）報告用紙第3頁共15頁（2）在單片機的應用系統中，單片機作為一種較為簡單的計算機是嵌入到系統內部，作為系統電路的一部分，作為系統實現數字化和智能化的關鍵部件。AT89S52主要功能列舉如下：擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash晶片內部具時鐘振蕩器（傳統最高工作頻率可至12MHz）內部程序存儲器（ROM）為8KB內部數據存儲器（RAM）為256字節32個可編程I/O口線8個中斷向量源三個16位定時器/計數器三級加密程序存儲器全雙工UART串行通道2.1.2單片機的內部結構單片機為實現其基本功能，內部必需要有配置輸入輸出（I/O口）、儲存器（RAM或ROM）、運算和控制單元（CPU）等相應的功能電路，電路內部結構如圖1-2所示：圖1-2AT89S52內部結構2.1.3AT89S52引腳的功能說明桂林電子科技大學課程設計（論文）報告用紙第4頁共15頁P89C5X系列單片機有40個引腳。其引腳圖如圖2-1所示：（1）VCC：AT89S52電源正端輸入，接+5V。（2）VSS：電源地端。（3）XTAL1：單芯片系統時鐘的反相放大器輸入端。（4）XTAL2：系統時鐘的反相放大器輸出端，一般在設計上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統就可以動作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一20PF的小電容，可以使系統更穩定，避免噪聲干擾而死機。（5）RESET：AT89S52的重置引腳，高電平動作，當要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統重置的各項動作，使得內部特殊功能寄存器之內容均被設成已知圖2-1AT89S52引腳圖狀態，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執行程序。（6）EA/Vpp：EA為英文ExternalAccess的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當此引腳接低電平后，系統會取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因為其內部無程序存儲器空間。如果是使用8751內部程序空間時，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。（7）ALE/PROG：ALE是英文AddressLatchEnable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。AT89S52可以利用這支引腳來觸發外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0A7）鎖進鎖存器中，因為AT89S52是以多工的方式送出地址及數據。平時在程序執行時ALE引腳的輸出頻率約是系統工作頻率的1/6，因此可以用來驅動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當成程序規劃的特殊功能來使用。（8）PSEN：此為ProgramStoreEnable的縮寫，其意為程序儲存啟用，當8051被設成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數據存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。（9）PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一個8位寬的開路汲極（OpenDrain）雙向輸出入端口，共有8個位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態，而是內部有一提升電路，P0在當做I