基于c語言的電子鐘設計畢業(yè)設計

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計 （論文） 任 務 書</p><p>　　任 務 下 達 日 期 2015 年 3 月 1 日</p><p>　　設計（論文）開始日期 2015 年 3 月 6 日</p><p>　　設計（論文）完成日期 2015 年 5 月 30 日</p>

2、<p>　　設計（論文）題目： </p><p>　　A·編制設計 </p><p>　　B·設計專題（畢業(yè)論文）

3、 </p><p>　　指 導 教 師 王 鍵 </p><p>　　系（部）主 任 沈占彬 </p><p>　　2010 年 6 月 5 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>

4、　　B·設計專題（畢業(yè)論文）II</p><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　第1章 前言3</b></p><p>　　1.1 單片機與其發(fā)展史3</p><p>　　1.2 課題的背景與目的3</p><p>　　第2章 總

5、體方案設計5</p><p>　　2.1 設計要求5</p><p>　　2.2 設計方案5</p><p>　　2.3 設計原理圖6</p><p>　　第3章 單元模塊設計7</p><p>　　3.1 時鐘模塊7</p><p>　　3.2 存儲器模塊7</p>

6、<p>　　3.3 單片機接口電路8</p><p>　　3.4 系統(tǒng)供電電路9</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　傳統(tǒng)的數(shù)字電子時鐘采用了較多的分離元器件，不僅占用了很大的空間而且利用率也比較低，隨著系統(tǒng)設計復雜度的不斷提高，用傳統(tǒng)時鐘系統(tǒng)設計方法很難滿足設計需求。</p><p

7、>　　單片機是集成CPU、RAM、ROM、定時器/計數(shù)器和多種接口于一體的微控制器。它體積小、成本低、功能強，廣泛應用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化上。而51系列的單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。本次設計提出了系統(tǒng)總體設計方案，并設計了各部分硬件模塊和軟件流程，在用C語言設計了具體軟件程序后，將各個模塊完全編譯通過后，結(jié)果證明了該設計系統(tǒng)的可行性。該設計給出了以AT89C2051為核心，利用單片機的運算和控制功能，并采用系統(tǒng)

8、化LED顯示模塊實時顯示數(shù)字的設計方案，適當?shù)亟鉀Q了實際生產(chǎn)和日常生活中對計時高精度的要求，因此該設計在現(xiàn)代社會中具有廣泛的應用性。</p><p>　　關鍵字：單片機，C語言程序，電子鐘。</p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　單片機與其發(fā)展史</b></p><p&g

9、t;　　單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領域。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。Intel的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。

10、 1971年Intel公司研制出世界上第一個4位的微處理器；Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel 4004，標志著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。因發(fā)明微處理器，霍夫被英國《經(jīng)濟學家》雜志列為“二戰(zhàn)以來最有影響力的7位科學家”之一 。早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是Intel的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS-51系列單片機系統(tǒng)。

11、基于這一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣</p><p>　　課題的背景與目的 </p><p>　　電子鐘是一種用數(shù)字電路技術實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械時鐘相比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。電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭

12、、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大地方便。本設計主要采用AT89C2051單片機作為主控核心， LED動態(tài)掃描顯示屏顯示。數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，另外應有校時功能和鬧鐘等附加功能。與機械式時鐘相比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。 AT89C2051是美國Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含2KB的可反復

13、擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128B的隨機數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C2051單片機在電子類產(chǎn)品中有廣泛的應用。AT89C2051單片機電壓可選用4-6V電壓供電；顯示器采用LED數(shù)碼管來顯示，數(shù)碼管成本低廉，系統(tǒng)不但</p><p><b>　　總體方案設計

14、</b></p><p><b>　　設計要求 </b></p><p>　　數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比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，節(jié)省了電能，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘是一種典型的數(shù)字電路，包括了組合邏輯電路和時序電路。主要實現(xiàn)以下功能：</p><p>

15、　?。?）時鐘功能：計時、時間、日期可設置。 </p><p>　?。?）鬧鐘功能：鬧鐘，開關時間可調(diào)。</p><p>　?。?）6路開關TTL電平輸出。</p><p>　　（4）顯示設置：數(shù)碼管。 </p><p>　?。?）設置方式：按鈕。 </p><p><b>　　設計方案 </b>

16、;</p><p>　　采用以AT89C2051為核心的芯片來實現(xiàn)多功能的數(shù)字鐘。該設計選用實時時鐘芯片 D1302 提供當前時間數(shù)據(jù),并將實時的時間數(shù)據(jù)通過軟件譯碼過在七段數(shù)碼管上動態(tài)顯示出來。該方案中還用到一個存儲器，由于設計要求的鬧鐘路數(shù)較多，且每一路均要設置相應的開關時間，如果系統(tǒng)一掉電就又得重新設置，這樣就比較麻煩了。本次設計的多功能數(shù)字鐘采用按鈕方式對時間進行控制設置，采用七段數(shù)碼管顯示當前的時間，且

17、時間以24小時的計時方式，在本次設計中，電路不僅具有顯示時間，還可以實現(xiàn)對它們的調(diào)整。 該系統(tǒng)是利用單片機最小系統(tǒng)再加上數(shù)碼管、時鐘芯片、EEPROM存儲器等電路組成。基于單片機作為主控芯片，使用支持I2C的存儲器芯片對各路鬧鐘設置數(shù)據(jù)進行保存，以達到掉電后不用重新設置的目的。并且很容易控制操作，況且輸入輸出能很好的擴展，以便于修改更正。</p><p><b>　　設計原理圖</b>&l

18、t;/p><p><b>　　單元模塊設計</b></p><p><b>　　時鐘模塊 </b></p><p>　　DS1302是Dallas公司生產(chǎn)的實時時鐘芯片，該器件具有高性能、低功耗的特點， 內(nèi)置一個實時時鐘/日歷和31個字節(jié)靜態(tài)RAM。它可以對年、月、日、周日、時、 分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2

19、.5V～5.5V。增加了以下的特性：雙電源管腳用于主電源和備份電源供應，Vcc1為供電電源， 附加七個字節(jié)存儲器。各引腳的功能為：Vcc1：主電源；Vcc2：備份電源。當Vcc2 > Vcc1+0.2V時，由Vcc2向DS1302供電，當Vcc2 < Vcc1時， 由Vcc1向DS1302供電。SCLK：串行時鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出。</p><p><b>　　圖3.1時鐘模塊&l

20、t;/b></p><p><b>　　存儲器模塊 </b></p><p>　　24C08是一個8KB位串行CMOS EEPROM，內(nèi)部含有256個8位字節(jié)，Catalyst公司的先進CMOS技術實質(zhì)上減少了器件的功耗。AT24C02有一個16B頁寫緩沖器。該器件通過IC總線接口進行操作，有一個專門的寫保護功能。AT24C02支持IC，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議IC，總

21、線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線收數(shù)據(jù)的器件為接收器。</p><p><b>　　圖3.2存儲器模塊</b></p><p><b>　　單片機接口電路</b></p><p>　　圖3.3單片機接口電路</p><p>　　AT89C2051是Atmel公司生產(chǎn)的低電壓

22、，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4KB的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128B的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，可靈活應用于各種控制領域。其主要功能有：與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；4k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器；1000次擦寫周期；全靜態(tài)操作：0Hz－24MHz；三級加密程

23、序存儲器；128×8B內(nèi)部RAM；32個可編程I/O口線；2個16位定時/計數(shù)器；6個中斷源；可編程串行UART通道；低功耗空閑和掉電模式。 </p><p>　　本次設計的微控制器主要采用單片機來設計，芯片AT89C2051是帶2KB字節(jié)快閃存儲器的8位單片機。P0-P3口都是并行I/O口，都可用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出，但P0口和P2口除了可進行數(shù)據(jù)的輸入和輸出外，通常都用來構(gòu)建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線和