金 华 职 业 技 术 学 院JINHUA COLLEGE OF VOCATION AND TECHNOLOGY毕业教学环节成果 （2011届）题 目基于AT89C2051的数字电子钟的设计2010年 5月 16日理工类 目 录摘要1英文摘要1引言21任务分析32总的方案及框图33硬件总的设计34分模块硬件电路设计44.1 单片机最小系统44.2 显示电路74.3 按键电路94.4 时钟芯片电路105软件总的设计116软件分模块设计126.1 显示程序流程图126.2 闹钟比较程序流程图137调试结果记录138总结14结论与谢辞14参考文献15附件1程序清单16附件2仿真电路图46附件3PCB图47基于AT89C2051的数字电子钟的设计摘要: 本文介绍了一款基于AT89C51单片机数字钟的设计，通过数字电子钟的设计思路，详细叙述了系统硬件、软件的具体实现过程。论文重点阐述了数字钟硬件中MCU模块、时钟模块和相关控制模块等的模块化设计与制作；软件同样采用模块化的设计，包括中断模块、闹钟模块、时间调整模块设计，并采用简单流通性强的MEDWIN语言编写实现。本设计实现了时间与闹钟的修改功能、年、月、日和星期的显示功能。并且通过对比实际的时钟，查找出了误差的来源，确定了调整误差的方法，尽可能的减少误差，使得系统可以达到实际数字钟的允许误差范围内。关键词: AT89C51单片机；数字钟Design of digital electronic clock Based on SCM of AT89C2051(Major of Applied Electronic Technology Information and Engineering College Tao Cun-zhen)Abstract: This paper introduced the design of digital clock based on SCM of AT89S51, the specific process of how the system hardware and software achieved were detailed description through the design of digital clock. The modular design and production, which consisted of MCU module, clock module and the associated control module, were mainly recounted；As well as hardware designing，software design use the same method, consists suspension module，alarm clock module, time adjust module, and that use the MEDWIN language to achieve because of its simple and strong negotiability. In this design the functions of time and alarm clock run and change, functions of the year, month, day and week display have been achieved. And by comparing the actual clock, find out the source of the error and determined the method of adjusting error, reduce errors as much as possibly, so this system can achieve a practical digital clock with error within the permissible range.Key words ：AT89S51 microcontroller; Digital clock引言数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到广泛的应用。虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但是人们对电子产品的应用要求越来越高，数字钟不但可以显示当前的时间，而且可以显示日期、农历 、以及星期等，给人们的生活带来了方便。另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能，且闹钟铃声可自选，使一款电子钟具备了多媒体的色彩。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，一时的耽误可能酿成大祸。电子钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使电子钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。1任务分析生产中常用的电子钟有：LCD电子钟、LED电子钟、电子万年历文具礼品、电波气象钟、多功能投影钟、语音报时钟、电子钟收音机、便携式万年历等。（1）以 24h 计时方式工作；（2）用液晶显示时间和日期；（3）通过按键可以选择显示内容、修改时间；（4）具有整点报时功能；（5）时间误差：0.02。 设置四个按键，各按键功能是移位、增一、减一、定时2总的方案及框图 电子钟主要有单片机最小系统、按键电路、显示电路、时钟芯片电路、指示灯蜂鸣器电路构成。 图2-1电子钟框图3硬件总的设计电子钟主要有单片机最小系统、按键电路、显示电路、时钟芯片电路、指示灯蜂鸣器电路构成。图3-1 电子钟原理图4分模块硬件电路设计4.1 单片机最小系统单片机最小系统由单片机、电源电路、时钟电路和复位电路构成。89C51介绍1234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222180318051 875189C51图4-1 89C51芯片P0口特点P0口作为通用I/O使用，是一个准双向口；作为地址/数据总线时，是一个真正的双向接口。（1）P0口可作通用I/O口使用，又可作地址/数据总线口；（2）P0既可按字节寻址，又可按位寻址；（3）作通用I/O 口输出时：是开漏输出，应外接上拉电阻；（4）作地址/数据总线口时，P0是一真正双向口，而作通 用I/O口时，只是一个准双向口。 P1口特点（1）只能作I / O口，没有地址/数据复用功能（2）可按字节寻址，也可按位寻址（3）是一准双向口，输出驱动接有上拉电阻，不是开漏输出。 P2口特点（1）当P2口作为通用I / O时，是一准双向口。（2）从P2口输入数据时，先向锁存器写“1”。（3）可位寻址，也可按字节寻址。（4）可输出地址高8位。 P3口特点当P3口作为通用I/O接口时, 第2功能输出线为高电平, 使与非门3的输出取决于口锁存器的状态。 在这种情况下, P3口仍是1个准双向口, 它的工作方式、 负载能力均与P1、 P2口相同。 当P3口作为第2功能使用时, 其锁存器Q端必须为高电平, 否则V1管导通, 引脚被箝位在低电平, 无法输入或输出第2功能信号。当Q端为高电平时, P3口的口线状态就取决于第2功能输出线的状态。并行I/O口的使用特性 MCS-51系列单片机的4个并行I/O口均由内部总线控制，端口的功能复用会自动识别，不用指令选择。 P0是8位、漏极开路的双向I/O口，当用作片外存储器或接口扩展时，分时复用为数据总线和低8位地址总线，可驱动8个LSTTL负载。 P1是8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻，驱动为4个LSTTL负载。 P2是8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻，可驱动4个LSTTL负载，外部扩展时用作高8位地址总线。 P3是8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻，可驱动4个LSTTL负载。P3口的所有口线都具有第二功能，实现控制总线的作用。-1-4.2 显示电路图4-2 显示电路原理图液晶LCD1602介绍1602LCD主要技术参数：显示容量:162个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表4-1所示:表4-1 引脚接口说明表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表4-2所示：表4-2 控制命令表序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存贮器地址