1、山東華宇職業技術學院高職畢業生畢業設計（論文）課題名稱 六位數碼管電子鐘 專業 應用電子專業 班級 應用電子班 學號 20072050105 姓名 程金亮 指導教師 李 雪 畢業設計（論文）任務書 畢業設計（論文）題目： 六位數碼管電子鐘 專業： 應用電子專業 姓名： 程金亮 畢業設計（論文）工作起止時間： 2010-02-01至2010-04-01 畢業設計（論文）的內容要求: 首先對設計題目進行分析，確定實現方法； 設計數字電子鐘實現精確計時，由六位數碼管分別顯示“時”、“分”、“秒”。繪制出原理圖，具有整點報時、手動設置修改時間功能控制功能 。指導教師（簽名）： 系主任： 年 月 日畢業

2、設計開題報告一、課題設計（論文）目的及意義單片機技術在各個領域正得到越來越廣泛的應用，世界上許多集成電路生產廠家相繼推出了各種類型的單片機，在單片機家族的眾多成員中，MCS-51系列單片機以其優越的性能、成熟的技術及高可靠性和高性能價格比，迅速占領了工業測控和自動化工程應用的主要市場，成為國內單片機應用領域中的主流。目前，可用于MCS-51系列單片機開發的硬件越來越多，與其配套的各類開發系統、各種軟件也日趨完善，因此，可以極方便地利用現有資源，開發出用于不同目的的各類應用系統。 單片機最小系統是在以MCS-51單片機為基礎上擴展，使其能更方便地運用于測試系統中，不僅具有控制方便、組態簡單和靈活

3、性大等優點，而且可以大幅度提高被測試的技術指標，從而能夠大大提高產品的質量和數量。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發周期短等優點，稱為在實時檢測和自動控制領域中廣泛應用的器件，在工業生產中稱為必不可少的器件，尤其是在日常生活中發揮的作用也越來越大2。本課題設計主要在MCS-51單片機上擴展I/O口，擴展定時器定時范圍，擴展鍵盤顯示接口。 二、課題設計（論文）提綱1.收集相關資料并仔細研讀和思考。2.提出幾種設計方案，對提出的設計方案進行比較和論證，確定最佳設計方案。3.對設計方案進行數學建模，通過相關數學推導和計算，確定相關元器件的參數及型號。4.硬件電路的設計與調試。5.整機連

4、調及性能測試。6.整理資料，編寫設計論文。 三、課題設計（論文）思路、方法及進度安排1.論證論文的可行性2.搜集資料（圖書館期刊，學術期刊網，百科，專業雜志），對資料進行匯總3.分析和完善提綱4.就提綱完成論文初稿 5.與導師溝通，修改論文，反復知道導師通過。 6.論文格式和文字檢查，校對。 7.打印，裝訂。 四、參考文獻1 何立民主編. 單片機應用文集. 北京:北京航空航天大學出版社，19942 王福瑞主編. 單片微機測控系統設計大全. 北京：北京航空航天大學出版社，19993 夏繼強 沈德金主編. 單

5、片機實驗與實踐教程. 北京：北京航空航天大學出版社，20024 wangzhidan. 單片機的發展方向  5 馬忠梅主編. 單片機的c語言應用程序設計.北京:北京航空航天大學出版社，2003 摘 要數字鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，另外應有校時功能。因此，一個基本的數字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”計數器、校時電路、報時電路和振蕩器組成。干電路系統由秒信號發生器、“時、分、秒”計數器、譯碼器及顯示器、校時電路、整點報時

6、電路組成。秒信號產生器是整個系統的時基信號，它直接決定計時系統的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實現。將標準秒信號送入“秒計數器”，“秒計數器”采用60進制計數器，每累計60秒發出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數器”的時鐘脈沖。“分計數器”也采用60進制計數器，每累計60分鐘，發出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數器”。“時計數器”采用24進制計時器，可實現對一天24小時的累計。譯碼顯示電路將“時”、“分”、“秒”計數器的輸出狀態送到七段顯示譯碼器譯碼，通過七位LED七段顯示器顯示出來。整點報時電路時根據計時系統的輸出狀態產生一脈沖信號，然后去觸發一音頻發生器實現報時。校時

7、電路時用來對“時”、“分”、“秒”顯示數字進行校對調整的。數字鐘是以不同的計數器為基本單元構成的，它的用途十分廣泛，只要有計時、計數的存在，便要用到數字鐘的原理及結構；同時在日期中，它以其小巧，價格低廉，走時精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費的喜愛。 目 錄前言1第一章 數字電子鐘的設計方案論證.2 1.1 數字電子鐘的應用意義2 1.2 數字電子中設計的要求及技術指標2 1.3 設計方案論證2第二章 核心器件簡介2 2.1 元器件清單3 2.2 元器件的識別與測量3 2.3 單片機芯片9 單片機的概念9 AT89C2052高性能8位單片機10第三章 電路原理圖及工作原理13 3

8、.1 電路原理圖分析13 3.2 工作原理14第四章 系統軟件設計14第五章 安裝與調試15 5.1 準備元件和工具15 5.2 安裝、焊接到電路板上15 5.3 測試與調試15第六章 結束語18致謝詞19參考文獻20附錄. .21前 言20世紀末，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。 時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當前的時間。忘記了要做的事情，當事情不是很重要的時候，這種遺忘無傷大雅。但是，一旦重要事情，一

9、時的耽誤可能釀成大禍。例如，許多火災都是由于人們一時忘記了關閉煤氣或是忘記充電時間。尤其在醫院，每次護士都會給病人作皮試，測試病人是否對藥物過敏。注射后，一般等待5分鐘，一旦超時，所作的皮試試驗就會無效。手表當然是一個好的選擇，但是，隨著接受皮試的人數增加，到底是哪個人的皮試到時間卻難以判斷。所以，要制作一個定時系統。隨時提醒這些容易忘記時間的人。 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、定時啟閉電路、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。

10、因此，研究數字鐘及擴大其應用，有著非常現實的意義。 數字集成電路的出現和飛速發展，以及石英晶體振蕩器的廣泛應用，使得數字鐘的精度穩定度遠遠超過了老式的機械表，用數字電路實現對“時”、“分”、“秒”數字顯示的數字鐘在數字顯示方面，目前已有集成的計數、譯碼電路，它可以直接驅動數碼顯示器件，也可以直接采用才COMS-LED光電組合器件，構成模塊式石英晶體數字鐘。本設計主要是用中、小規模集成電路設計的一臺能顯示日、時、分、秒的數字電子鐘。是由晶振電路產生1HZ標準信號，分、秒為00?59六十進制計數器，時為00-23二十四進制計數器，周顯示從1-日為七進制計數器。可手動校正，且具有整點報時功能。 第一

11、章 數字電子鐘的設計方案論證 1.1數字電子鐘的應用意義 數字電子鐘是用數字電路實現“時”、“分”、“秒”數字顯示的計時裝置，主要由振蕩器、分頻器、計數器、譯碼顯示器、校時電路、報時電路等六部分組成。這些都是數字電路中應用最廣的基本電路。數字電子鐘具有計時準確的功能。 1.2數字電子鐘設計的要求及技術指標 1設計數字電子鐘實現準確計時，由六位數碼管分別顯示時、“分”、“秒”；附加“星期”數碼1位顯示。 2時與分與秒數字顯示模塊間各設置一對不同顏色發光二極管，時間單位數字變化時閃爍一次。 3計時誤差不超過0.05秒。 4具有整點報時、手動設置修改時間功能控制功能。 1.3設計方案論證 石英晶體振

12、蕩器產生的時脈沖送到分頻器，分頻電路將時標信號分成每秒一次的方波信號。秒脈沖發生器產生頻率穩定很高的秒脈沖，秒脈沖被送到一個六十進制秒計數器計數，將計數結果送至秒個位和十位譯碼器，譯碼結果分別由兩只七段半導體數碼管以十進制數形式顯示來。當秒六十進制計數器累計到第59秒時，若再來一個秒脈沖，秒計數器的進位輸出就產生進位脈沖（分計數脈沖），同時，秒計數器的十位和個位都復位到零。分計數脈沖又被送到分六十進制計數器計數，經譯碼電路譯碼后數碼管顯示相應的分數。當計滿59分59秒時，若再來一個秒脈沖，則分計數器便向時計數器送出時計數脈沖，同時，分、秒計數器均復位到零。時計數器是一個二十四進制計數器，當計數

13、顯示23時59分59秒時，若再來一個秒脈沖，則時、分、秒計數器都應回到零，并顯示（00 00 00）表示已到達午夜零點，第二天開始繼續計數。 第二章 核心器件簡介2.1元器件清單表2-1 元器件清單表元器件幾位號對照表位號名稱型號及規格數量R1-R7電阻517R82.2K1R910K1J1-8跳線剪掉的元件腳7C1、C3瓷片電容1042C4、C5302C2電解電容10U1K1、K2、K3輕觸開關3Q1三極管90141SP蜂鳴器1D1、D2、D3、D4發光二極管420腳IC座1IC單片機芯片STC12C10521JZ晶振4MHZ1DPY1、DPY2、DPY3數碼管S04021EH3JP插針4針1

14、板105mm*105mm12.2元器件的識別與測量電阻：導體對電流的阻礙作用就叫該導體的電阻電阻器簡稱電阻（Resistor，通常用“R”表示）是所有電子電路中使用最多的元件。電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經過它就產生內能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用，對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻 。電阻的種類很多，a.按阻值特性:固定電阻、可調電阻、特種電阻(敏感 電阻) 。不能調節的，我們稱之為固定電阻。而可以調節的，我們稱之為可調電阻。常見的例如收音機音量調節的，主要應用于電壓分配的，我們稱之為電位器。電阻都有一定的阻值，它代表這個電阻對電流流動阻擋力的大

15、小。在國際單位制中，電阻的單位是（歐姆），此外還有 K（千歐）， M（兆歐）。其中： 1M=1000K ， 1K=1000。阻值和誤差的標注方法a.直標法將電阻器的主要參數和技術性能用數字或字母直接標注在電阻體上eg： 5.1k 5% 5.1k Jb.文字符號法將文字、數字兩者有規律組合起來表示電阻器的主要參數eg: 0.1=1=0R1，3.3=33=3R3，3K3=3.3Kc.色標法用不同顏色的色環來表示電阻器的阻值及誤差等級.普通電阻一般有4環表示，精密電阻用5環d.數碼法用三位數字表示元件的標稱值。從左至右，前兩位表示有效數位，第三位表示10n(n=08)。當n=9時為特例，表示10(-

16、1)。0-10歐帶小數點電阻值表示為XRX,RXX. eg : 471=470 105=1M 2R2=2.2塑料電阻器的103表示10*103=10k。片狀電阻多用數碼法標示，如512表示5.1k。電容上數碼標示479為47*10(-1)=4.7pF。而標志是0或000的電阻器，表示是跳線，阻值為0。數碼法標示時，電阻單位為歐姆，電容單位為pF，電感一般不用數碼標示。色環電阻第一環如何確定請參照色標法圖片：黑，棕，紅，橙，黃，綠，藍，紫，灰，白 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9a.四環電阻:因表示誤差的色環只有金色或銀色,色環中的金色或銀色環一定是第四環例如，紅，黃，棕

17、，金 表示240歐誤差為5%b.五環電阻:(1)從阻值范圍判斷:因為一般電阻范圍是0-10M，如果我們讀出的阻值超過這個范圍，可能是第一環選錯了。(2)從誤差環的顏色判斷:表示誤差的色環顏色有銀、金、紫、藍、綠、紅、棕。如里靠近電阻器端頭的色環不是誤差顏色，則可確定為第一環。電阻是一個線性元件。說它是線性元件，是因為通過實驗發現，在一定條件下，流經一個電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比即它是符合歐姆定律：I=U/R電阻的測量：通常來說，使用萬用表可以很容易判斷出電阻的好壞：將萬用表調節在電阻擋的合適擋位，并將萬用表的兩個表筆放在電阻的兩端，就可以從萬用表上讀出電阻的阻值。應注意的是，測試電阻時手

18、不能接觸到表筆的金屬部分。但在實際電器維修中，很少出現電阻損壞。著重注意的是電阻是否虛焊，脫焊。 電容：電容是表征電容器容納電荷的本領的物理量。我們把電容器的兩極板間的電勢差增加1伏所需的電量，叫做電容器的電容。電容的符號是C。在國際單位制里，電容的單位是法拉，簡稱法，符號是F,常用的電容單位有毫法(mF)、微法(F)、納法(nF)和皮法(pF)(皮法又稱微微法)等，換算關系是：1法拉(F)= 1000毫法(mF)1000000微法(F)1微法(F)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF)。電容的識別：電容的識別方法與電阻的識別方法基本相同，分直標法、色標法和數標法3種容量大的電

19、容其容量值在電容上直接標明，如10 F/16V容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數字表示字母表示法：1m=1000 F 1P2=1.2PF 1n=1000PF 數字表示法：三位數字的表示法也稱電容量的數碼表示法。三位數字的前兩位數字為標稱容量的有效數宇，第三位數宇表示有效數字后面零的個數，它們的單位都是pF。如:102表示標稱容量為1000pF。在這種表示法中有一個特殊情況，就是當第三位數字用"9"表示時，是用有效數宇乘上10-1來表示容量大小。使用壽命：電容器的使用壽命隨溫度的增加而減小。主要原因是溫度加速化學反應而使介質隨時間退化。相關公式：一個電容器，如果帶1庫

20、的電量時兩級間的電勢差是1伏，這個電容器的電容就是1法，即：C=Q/U 但電容的大小不是由Q或U決定的，即：C=S/4kd 。其中，是一個常數，S為電容極板的正對面積，d為電容極板的距離， k則是靜電力常量。電容器的電勢能計算公式：E=CU2/2電容好壞的判別：黑表筆接電容器的負極，紅表筆接電容器的正極，表針迅速擺起，然后逐漸退至某處停留不動，則說明電容器是好的，凡是表針在某一位置停留不穩或停留后又逐漸慢慢向右移動的電容器已經漏電，不能繼續使用了。表針一般停留并穩定在 50 200K 刻度范圍內。 三極管是半導體三極管也稱雙極型晶體管,晶體三極管,簡稱三極管,是一種電流控制電流的半導體器件.半

21、導體電子器件，有兩個PN結組成，可以對電流起放大作用，有3個引腳，分別為集電極（c），基極（b），發射極（e）.有PNP和NPN型兩種，以材料分有硅材料和鍺材料兩種。兩個PN結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種，發射區和基區之間的PN結叫發射結，集電區和基區之間的PN結叫集電極。基區很薄，而發射區較厚，雜質濃度大，PNP型三極管發射區"發射"的是空穴，其移動方向與電流方向一致，故發射極箭頭向里；NPN型三極管發射區"發射"的是自由電子，其移動方向與電流方向相反，故發射極箭頭向外。發射極箭頭向外。

22、發射極箭頭指向也是PN結在正向電壓下的導通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。晶體三極管的三種工作狀態 ：截止狀態：當加在三極管發射結的電壓小于PN結的導通電壓，基極電流為零，集電極電流和發射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發射極之間相當于開關的斷開狀態，我們稱三極管處于截止狀態。 放大狀態：當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓，并處于某一恰當的值時，三極管的發射結正向偏置，集電結反向偏置，這時基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數Ic/Ib，這時三極管處放大狀態。 飽和導通狀態：當加在三極管發射結的電

23、壓大于PN結的導通電壓，并當基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發射極之間的電壓很小，集電極和發射極之間相當于開關的導通狀態。三極管的這種狀態我們稱之為飽和導通狀態。三極管基極的判別：根據三極管的結構示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個PN結的公共極，因此，在判別三極管的基極時，只要找出兩個PN結的公共極，即為三極管的基極。具體方法是將多用電表調至電阻擋的R×1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的腳就是三極管的基極。如果一

24、次沒找到，則紅表筆換到三極管的另一個腳，再測兩次；如還沒找到，則紅表筆再換一下，再測兩次。如果還沒找到，則改用黑表筆放在三極管的一個腳上，用紅表筆去測兩次看是否全通，若一次沒成功再換。這樣最多沒量12次，總可以找到基極。判定集電極c和發射極e。(以PNP為例)將萬用表置于R×100或R×1K擋，紅表筆基極b，用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時，所測得的兩個電阻值會是一個大一些，一個小一些。在阻值小的一次測量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接管腳為發射極。 三極管類型的判別： 三極管只有兩種類型，即PNP型和NPN型。判別時只要知道基極是P型材料還N型

25、材料即可。當用多用電表R×1k擋時，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時導通，則說明三極管的基極為P型材料，三極管即為NPN型。如果紅表筆接基極導通，則說明三極管基極為N型材料，三極管即為PNP型。發光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。磷砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光。 它是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能；常簡寫為LED。發光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光

26、二極管加上正向電壓后，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。 發光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算：R（EUF）IF式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流。發光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應按電源正極。有的發光二極管的兩根引線

27、一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。與小白熾燈泡和氖燈相比，發光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很小（有的僅零點幾毫安即可發光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發光的強弱。由于有這些特點，發光二極管在一些光電控制設備中用作光源，在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發光管組成7段式半導體數碼管，每個數碼管可顯示09十個數目字。普通發光二極管的檢測 （1） 用萬用表檢測。利用具有×10k擋的指針式萬用表可以大致判斷發光二極管的好壞。正常時，二極管正向電阻阻值為幾十至200k,

28、反向電阻的值為。如果正向電阻值為0或為，反向電阻值很小或為0，則易損壞。種檢測方法，不能實地看到發光管的發光情況，因為×10k擋不能向led提供較大正向電流。 （2） 如果有兩塊指針萬用表（最好同型號）可以較好地檢查發光二極管的發光情況。用一根導線將其中一塊萬用表的“+”接線柱與另一塊表的“-”接線柱連接。余下的“-”筆接被測發光管的正極（p區），余下的“+”筆接被測發光管的負極（n區）。兩塊萬用表均置×10擋。正常情況下，接通后就能正常發光。若亮度很低，甚至不發光，可將兩塊萬用表均撥至×1若，若仍很暗，甚至不發光，則說明該發光二極管性能不良或損壞。應注意，不能一

29、開始測量就將兩塊萬用表置于×1，以免電流過大，損壞發光二極管。（3） 外接電源測量。用3v穩壓源或兩節串聯的干電池及萬用表（指針式或數字式皆可）可以較準確測量發光二極管的光、電特性。2.3單片機芯片 單片機的概念單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。    可以說，二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常

30、是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成（如圖1所示）。還有一類計算機，大多數人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。現在，這種單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞“智能型”，如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發

31、者搞出來的某些產品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。    單片機的應用領域 ：1.單片機在智能儀器儀表中的應用；2.單片機在工業測控中的應用；3.單片機在計算機網絡和通訊技術中的應用；4.單片機在日常生活及家電中的應用；5.單片機在辦公自動化方面。    目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，

32、錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。   AT89C2051高性能8位單片機 2-1 AT89C2051單片機AT89C2051是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含2K bytes的可反復擦寫的只讀Flash程序存儲器和128 bytes的隨機存儲數據（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強

33、大。AT89C2051單片機可為您提供許多高性價比的應用場合。AT89C2051是一個功能強大的單片機，但他只有20個引腳，15個雙向輸入/輸出端口，其中P1是一個完整的8位雙向I/O端口，兩個外中斷口，兩個16位可編程定時計數器，兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。同時AT89C2051的時鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設置的睡眠省電功能，系統的喚醒方式有RAM、定時/計數器、串行口和外中斷口，系統喚醒后即進入繼續工作狀態。省電模式中，片內RAM將被凍結，時鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統被硬件復位方可繼續運行。主要功能特性：· 兼容MCS51指令系統 · 2

34、k可反復擦寫(>1000次)Flash ROM· 15個雙向I/O口 · 6個中斷源· 兩個16位可編程定時/計數器 · 2.7-6.V的寬工作電壓范圍· 時鐘頻率0-24MHz · 128x8bit內部RAM · 兩個外部中斷源 · 兩個串行中斷· 可直接驅動LED · 兩級加密位· 低功耗睡眠功能 · 內置一個模擬比較放大器· 可編程UARL通道 · 軟件設置睡眠和喚醒功能管腳說明:VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路

35、雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個T

36、TL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（

37、ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數據存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數據存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH

38、編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。   /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。/EA/VP

39、P：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。  第三章 電路原理圖及工作原理3.1 原理圖分析電路特點這里介紹的電子鐘，電路可稱得上極簡，它僅使用單片的20引腳單片機完成電子鐘的全部功能，而筆者見到的其它設計方案均采用二片以上的多片IC實現。電路見圖：圖3-1 電子鐘原理圖一片20

40、引腳的單片機STC1052（引腳排列與AT89C2051完全相同）為電子鐘主體，其顯示筆畫數據從P1口分時輸出，P3口則輸出對應的六位選通信號。由于LED數碼管點亮時耗電較大，故不能使用AT89C2051單片來完成，但是可以可以用STC89C1052來完成。另外，本站制作時用超高亮的發光二極管代替昂貴的大數碼管，成本低，效果獨特。 本電子鐘設計有三個輕觸式按鍵，這里我們分別命名為：模式設定鍵K1、加調整鍵K2、減調整鍵K3。由于STC89C2032內部已經集成有復位電阻，所以，復位腳只需要接一只電容即可。本電子鐘采用了一只NPN型的三極管及蜂鳴器為鬧時訊響電路。本圖采用電池供電，電路板上有橋式

41、整流、濾波和三端穩壓器7805的安裝位置，可以用交流電壓供整個系統工作。此電子鐘可與任何612V/100mA的交直流電源適配器配合工作，適應性強。3.2 工作原理C2為復位電容，在每次通電后把芯片清成初始狀態；Jz為4MHz的晶振，和內部電路產生振蕩，給芯片各部分提供時鐘信號；K1K2K3為功能按鈕，用于調整時間、設置鬧鈴等；為蜂鳴器的放大驅動管；六個數碼管的段選共用芯片的P1.6-P1.0口，位選使用芯片的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P35分別控制六個數碼管的選通。數碼管為共陰極的，工作時，給第一個數碼管要顯示的數字置高電平，然后再給第一個數碼管的COM端置低電平（其他

42、的數碼管的COM置高電平）,這樣，第一個數碼管顯示數字，其他的五個不顯示，再給第二個數碼管要顯示的數字的筆畫置高電平，然后再給第二個數碼管的COM端置低電平（其他的數碼管的COM置高電平）,這樣,第二個數碼管顯示數字,其他的五個不顯示。就這樣一個一個的顯示完六個，然后又返回第一個繼續循環顯示。六個數碼管是一個一個的顯示數字的，但由于切換的時間很短，我們看到就想在同時顯示一樣。第四章 系統軟件設計4.1 詳細程序設計見附錄第五章 安裝與調試5.1準備元件和工具1 準備好電烙鐵、松香、焊錫絲、剪鉗、萬用表、夾子等常用工具2 找一個安全平整的工作臺，打開元件包，對著元件清單，清點元件3 分析電路原理

43、圖，了解工作原理，并將原理圖和電路板對照，深刻印象4 用萬用表分別測量各個元件的好壞，進一步鞏固已經學到的知識5.2 安裝、焊接元件到電路板上：按照先低后高，先小后大，先臥式后立式的順序，正確插入元件，其高低、極性要符合規定。1 先從最低元件安裝。應先安裝、焊接跳線機及電阻，用電阻多余的腳做跳線，電阻引腳不分正負，焊接時間最好控制在2-3秒。2 安裝、焊接瓷片電容。瓷片電容部分正負極。3 安裝、焊接輕觸開關4 安裝、焊接三極管。三極管的外形基本一樣，注意分青，且方向要和電路板上的方向一致。5 安裝、焊接4MHZ晶振。晶振沒有正負極。6 安裝、焊接電解電容，裝的時候要躺著安裝，立著會影響發光二極

44、管的顯示不整齊。7 安裝、焊接20腳IC插座，從用一小缺口或小圓點標記的地方以逆時針數依次為1-20腳，安裝時要注意缺口和電路上的缺口相一致。20只引腳都插到位后，先用手指按住，固定對角兩只引腳，防止插入的引腳掉出來，再把板放到桌面上把剩下的引腳焊好。焊好后不要急于插入單片機芯片，因為還有其他元件焊接，防止電烙鐵帶靜電擊壞單片機芯片。8 安裝、焊接蜂鳴器。9 安裝、焊接LED。LED和普通二極管一樣，有正負極之分，不能裝錯。10 安裝、焊接數碼管。認識數碼管內部結構。5.3 測試與調試1.正常走時：默認為走時狀態，按24小時制分別顯示“時時：分分：秒秒”，有四個秒點動態顯示，時間會按實際時間以

45、秒為最少單位變化。2.走時調整：長按K1（或K2、K3）兩秒鐘以上，時位、分位、秒位會有其一快速閃動，按K1會循環，按K2和K3可以分別對閃動的數字進行加或者減，從而達到快速設定時間的目的。20秒以上長時間沒有任何按鍵操作時，自動按變為正常走時狀態。3.鬧時調整：再次長按K1（或K2、K3）兩秒鐘以上，時位、分位、秒位會有其一慢速閃動，按K1會循環，按K2和K3可以分別對閃動的數字進行加或者減，從而達到快速設定鬧時的目的。20秒以上長時間沒有任何按鍵操作時，自動按變為正常走時狀態。注意：鬧時狀態下時位會在01-64變化，表示64路定時時間；分位只能在00-24變化，表示24個小時，其中默認顯示

46、為24，表示不鬧；秒位在00-59變化，表示60個分鐘。因此，本電子鐘以分鐘為最小單位可以設定多路鬧時。（由于64路太多，基本上沒有什么用，用起來反而不方便，所以，本站出售的是16路定時的。）4.誤差修正狀態：大家知道，即便是世界上最優良正統的石英晶振，頻率也會有偏差，需要電容微調校正頻率，不同的電容和負載會影響到頻率偏移。這種情況可能會使日誤差達到幾十秒。當然，配備優質正品元件會使走時誤差小到幾秒，如果設計微調電容的話，就可以使每天的走時誤差小到1秒以內。但是，對于業余制作來說，沒有更標準的測量設備來證明你的調試是剛剛好，不能測周期，不能測頻率（普通的測量會改變電路工作參數帶來更大的測量誤差

47、）。而我們一般都會按電視臺的時間來做對比，經過了24小時，我的電子鐘究竟是快了？還是慢了？現在不用怕了，本電子鐘設計了誤差校正程序：如果你的電子鐘走一天會快1.6秒（或者慢0.8秒），那么，通過本電子鐘的誤差校正設置，可以在一天中不知不覺的減慢1.6秒（或者加快0.8秒）。因此，本電子鐘理論上可以做到日誤差小于0.2秒，當然，具體的過程和效果還需要大家去操作和證明。誤差校正方法：在鬧時調整狀態下，再長按K1（或K2、K3）兩秒鐘以上，時位、分位會變成“一一一一”或者“三三三三”，表示變慢或者變快的意思，按K1選擇；秒位會變成00，按K2、K3會在00-80中變化，數字越大，表示校正越大，00等

48、于即不校正變快也不校正變慢，例如2+0=2-0這樣的情況。20秒以上長時間沒有任何按鍵操作時，自動按變為正常走時狀態。5 任何狀態下：長時間（20秒以上）不按任何按鍵，都會自動回到正常走時狀態。這時：A 、如果是在走時狀態，正逢到在鬧鈴響（會長響20秒）中，按K1、K2、K3任意鍵停止發聲。B、 在走時狀態，按K3可以讓電子鐘每秒都發出短短的“嘀”聲，這有點類似機械指針式的電子鐘（或者機械手表）的聲音，當然，聲音要大一些。這個功能很有用，例如，我們有些特殊情況時不能轉頭去看著鐘，但是可以閉上眼睛聽聲音在心中默默數數經過了多少秒再去操作某某。再按可以關掉秒發聲。C 、整點報時功能：按K2可以開啟

49、和關閉整點報時功能。開啟后每逢整點就會聽到長響兩秒“嘀”聲。6 鬧時開關功能：按K1可以開啟和關閉定時鬧鈴功能。關閉鬧鈴后，以前設置的數據不會丟失。 第6章 結束語經過大量查找資料和老師的不斷指點，我們將所設計的六位數碼管電子鐘焊接成功，在這個過程中，我們了解了各個元器件的識別與測量，也了解了AT89C2051單片機及其引腳功能。同時明白了六位數碼管電子鐘的工作原理并實現了其功能。本程序設計時，只用了一個定時器T0，其他的中斷全部關斷，定時器工作在兩個8位自動加載初始值狀態。簡短的定時中斷程序只負責時間的計數和進位功能，這是保證走時精確。有三個輕觸式按鍵：模式設定鍵K1，加調整鍵K2，減調整鍵

50、K3。此數字鐘采用了一只NPN型的三極管及蜂鳴器為鬧時訊響電路。 通過這次的畢業設計，我對自己的動手能力有了信心。面臨著就業，我將充分發揮我的主觀能動性和在學校學到的一切知識。為母校添磚加瓦，為自己的前程奮斗！這次畢業設計的順利進行，我深刻明白了理論知識與社會實踐相結合的道理，從總得到了以前書本知識所不曾得到的知識。更加明白了如今信息時代電子技能知識的重要性。增強了我對實際工藝技術、電子技術和設備技術等方面的認識，掌握了分析處理方法，調試、計算等基本技能的訓練，并具備了一定程度的實際工作能力。面對如此激烈的市場競爭體系，只有努力掌握好電子技能知識方可在競爭中立于不敗之地，我對從事電子產品的開發

51、和研究充滿了興趣。本次畢業設計是我的電子研發之路的良好開端。我會以此為契機，在日后的工作中深入學習、加深研究，在實際工作中創造自己的價值。畢業設計是我們學習過程中一個十分重要的環節，是鍛煉我們運用所學知識正確分析和解決實際問題的一個重要方面，也是培養應用型專門人才的要求。這次的畢業設計，主要強調我們的動手能力，能夠讓我們利用所學的知識來裝配電路。通過本次設計,不但使我們鞏固了書本上所學的知識,而且也學到了很多書本外的知識,同時也加強和鍛煉了自己的動手能力,為以后參加工作奠定了牢固的基礎。知道了做凡事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，一步一腳印。也練就了我們的耐心，做什么事都在有耐心。此次比賽中

52、學到了很多很多東西，這是最重要的。總之，參加電子競賽我們的能力得到了全方位的提高。致謝詞在此論文完成之際，謹向給予我指導幫助和關心理解的老師、同學及親友表示由衷的感謝！首先衷心地感謝我的導師李雪老師。本文從選題到完成，從理論上的探討到實際問題的解決，無處不飽含著李老師的心血。李老師的悉心指導和建議給了我極大的幫助和支持，使我受益匪淺，在此論文完成之際，謹向李雪老師致以深深的謝意和崇高的敬意。感謝論文主審和答辯委員會的諸位老師，他們辛勤的工作和誠懇的建議會使本文得以進一步完善。感謝提供相關技術幫助的老師和同學，你們的支持和鼓勵使我們對這次的作品完成有了信心和動力，也給了我們很多無私的幫助和支持，

53、我們在此深表謝意感謝學院給我們提供了一個展現自己的舞臺，給我們一次難得煅煉的機會，使得我們的動手能力和專業技能都有了很大的提高。感謝所有在我學習和論文寫作過程中給予過關心和幫助的人。參考文獻1 何立民主編. 單片機應用文集. 北京:北京航空航天大學出版社，19942 王福瑞主編. 單片微機測控系統設計大全. 北京：北京航空航天大學出版社，19993 夏繼強 沈德金主編. 單片機實驗與實踐教程. 北京：北京航空航天大學出版社，20024 wangzhidan. 單片機的發展方向

54、  5 馬忠梅主編. 單片機的c語言應用程序設計.北京:北京航空航天大學出版社，2003附錄主程序（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 ;設定定時器工作方式MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#3CHSETB TR0 ;啟動定時MOV SP,#40H ;重設堆棧指針NEXT: LCALL DISP ;調用顯示子程序LCALL KEY ;調用按鍵檢測子程序JZ NEXT LCALL ANKEY ;調用按鍵處理子程序SJMP NEXT ;重新循環NOPNOPNOP定時中斷處理程序：TIME: PUSH ACC ;保護現場PUSH PSWMOV TL0,#0B4H ;賦定時初值MOV TH0,#3CHINC 20H ;MOV A,20HCJNE A,#20,RETI1MOV 20H,#00H ;一秒鐘時間到MOV A,21HADD A,#01HDA AMOV 21H,ACJNE A,#60H,RE