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1、,指导老师：郝海燕班级：电气0901班姓名：学号：,基于单片机的电子时钟设计,一.电子时钟的工作原理,本设计的电子时钟是由AT89C51,八段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由计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。电路中的四个控制键拥有多种不同的功能，按下又松开，可以实现校对时间以及定时的功能，还可以达到省电的目的。,二.电子时钟的各模块设计,本设计电路的硬件部分共由五部分组成，分别为按键模块、复位电路模块、振荡电路模块、发声模块、时间显示模块。振荡电路模块负责给单片机提供时钟周期。复位电路模块负责上电后自动复位，或按
2、键后强制复位。上电后，由单片机内部定时器计时，同时通过动态显示函数自动将时分秒显示到数码管上。与此同时，按键扫描函数一直扫描按键引脚状态，一旦扫描按键被按下，即进入相应的功能函数。如果检测到定时时间到，则驱动蜂鸣器发声提示。,三.电子时钟的各模块设计,1.主控制模块：AT89C51P0口是8位双向口线，即地址/数据总线复用口。P1口是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P2口是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3口是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。RST：复位信号。当输入的复位信号延续2个机器周期以上的高电平时即为有效，用于单片机的复位操作。ALE：地址锁存控制信号。
3、单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。/PSEN：外部程序存储器读选通信号。每个机器周期两次PSEN信号有效。/EA：访问程序存储器控制信号。为了使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），EA端必须保持低电平，即接地。XTAL1和XTAL2：外部晶体引线端。使用芯片外部时钟时，用于接入外部时钟脉冲信号。在使用芯片内部时钟时，XTAL1和XTAL2用于外接石英晶体谐振器和微调电容。,2.按键模块,在该模块中，采用四个按键作为对电子时钟的控制输入，通过按键来实现时钟的时间设置、定时功能。电路中将四个按键的一端接地，而单片机的P2口默认为高电平，一旦按键被按下，则该按键对
4、应的管脚被拉低，通过软件扫描按键即可知道用户所要实现的功能，调用相应的按键子程序来完成该操作。本设计中，四个按键K1、K2、K3、K4分别与AT89C51单片机的引脚P1.0、P1.1、P1.2、P1.3连接。当按下K1时，开始进行“时”的校对，再次按下K1时，则切换到“分”的校对，第三次按下则切换到“秒”的校正，第四次按下则返回到正常时间显示。当按下K2时，切换到闹钟模式，连续按下K2键时依次进行定时。K3和K4键则是实现加一和减一功能。,3.复位电路,单片机在上电以后内部的电路处于一种随机状态，这时如果开始工作则会出现混乱。对单片机而言，复位也就是在做准备工作，是使单片机回到初始化状态的一
5、种操作。单片机系统上电后，从何处开始执行第一条指令是由系统复位后的状态决定的。RESET引脚是复位信号的输入端，高电平有效，低电平工作。常用的复位电路有上电复位电路、按键电平复位电路、按键脉冲复位电路。本设计中采用按键电平复位电路。,4.振荡电路,AT89C51单片机的时钟产生有以下两种方法：1内部时钟方式。利用单片机内部的振荡器，然后在引脚XTAL1和XTAL2两端接晶振，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，外接晶振时，晶振两端的电容一般选择为30pF左右；这两个电容对频率有微调的作用，晶振的频率范围可在1.2MHZ-12MHZ之间选择。2外部时钟方式。此方式是利用外
6、部振荡脉冲接入XTAL1和XTAL2。本设计则采用外部时钟方式，因内部时钟发生器的信号取自反相器的输入端，所以采用外部时钟源时，接线方式为外时钟信号接到XTAL1，而XTAL2悬空。振荡电路由两个皆为30PF的C1,C2及振荡频率为12MHZ的晶振组成，并配合单片机定时器0实现准确计时。,5.发声模块,发声模块由电源，蜂鸣器两部分组成。正常情况下，不发声，一旦按键按下，或定时时间到，蜂鸣器发声。,6.时间显示模块,数码管显示方式有两种：1.共阴极接法。把发光二极管的阴极连在一起构成阴极公共引脚，如下图a所示。使用时阴极公共引脚接地，这样阴极引脚上加高电平的发光二极管就导通点亮，而加低电平的则不点亮。共阳极接法。把发光二极管的阳极连在一起构成阳极公共引脚，如下图b所示。使用时阳极公共引脚接+5V。这样阴极引脚上加低电平的发光二极管即可导通点亮，而加高电平的则不点亮。本设计中采用共阴极LED数码管显示方式。,四.电子时钟的设计流程图,主程序是一个循环的过程，其流程是：开始运行显示正常时间，如果扫描过程中，发现有键按下，则进行时间和闹钟模式的切换，再次按下，进行时分秒的校正；如果没有键按下，则正常显示时间；在正常时间显示过程中，若定时时间到，则闹钟自动响起，否则时间正常显示。,五.仿真结果,致谢,请各位老师批评指正,
