电子时钟的设计毕业论文

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1 总体方案设计

1.1 电路原理

电路的核心是AT89C51单片机，设计中有6位LED显示和4个按键接口，采用P0接口外接8路反相三态缓冲器74LS244作LED动态扫描的段码控制驱动信号,用P1接口的P1.0-P1.3外接一片集电极开路反相门电路74LS07做为6位LED的位选信号驱动口， LED共阴极端与74LS07的输出端相连；按键接口，由P2.1,P2.2，P2.3，P2.4来完成。

将电子钟的显示情况和数码管的计时情况，分别以代码的形式送LED数码管，LED显示器是由发光二极管显示字段的AT89C51单片机输出设备。单片机应用系统常采用七段LED数码管作为显示器，启动定时器，同时调用显示程序，和查询按键。利用软件计数器的方法计时一秒，利用中断的方法使计时时间循环。当按下按键P2.3时开始启动定时功能。

1.2 设计的系统

电子钟的总体设计图，如图1.1所示。

74LS244VCCRSTVSSP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7abcdefghAT89C51P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.074LS07......+5vXTAL2XTAL1GNDP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4 图1.1 电路总体设计图

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1.3 计时控制方案

利用AT89C51内部的定时器/计数器进行定时，配合软件延时实现计时。该方案节省硬件成本，且能够使我在定时器/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高。

1.4 显示控制方案

显示分为静态显示和动态显示，静态显示由于占用较多的接口，在单片机设计中常采用串行扩展来完成。该方案占用接口资源多，显示亮度由保证，但硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢，实用于并行接口资源较少以及对显示没有要求的场合。LED动态显示硬件连接简单，但动态扫描的显示方式需占用CPU较多的时间，在该系统中由于单片机除了扫描AT89C51芯片外没有太多的实时测控任务，故选用动态扫描方式在6个数码管上显示当前时间。

1.5 键盘控制方案

键盘分为独立式键盘和行列式键盘，独立式键盘接口电路配置灵活，硬件结构简单，工作可靠但每个按键必须占用一根I/O接口线，I/O接口线浪费较大，在单片机应用系统中，有时只需要几个简单的按键向系统输入信息，可将按键直接在一根I/O接口线上，故只在按键数量不多时采用。而行列式键盘每条行线与列线在交接处不直接相通，而是通过一个按键用以连接，当按键较多时可采用行列式键盘以节省I/O接口。本设计采用四个按键，所以这里选用独立式键盘。

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2 硬件设计

2.1 AT89C51单片机的简介

2.1.1 AT89C51的结构组成

AT89C51是单片机中的典型产品，AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，如图2.1所示。

定时器/计数器 中断系统

并 行/ 接 口存储器 并 行/ 接 口图2.1 单片机内部结构示意图

现分别加以说明： 1、中央处理器

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

2、数据存储器(RAM)

AT89C51内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。

3、程序存储器(ROM)

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AT89C51共有4KB掩膜ROM，最大可扩展64K字节，用于存放用户程序，原始数据或表格。

4、定时/计数器：

AT89C51有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。

5、并行输入输出(I/O)口：

AT89C51共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 6、中断系统

AT89C51具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。 2.1.2 AT89C51的引脚介绍

AT89C51单片机内部总线是单总线结构,即数据总线和地址总线是公用的. AT89C51有40条引脚, 这40条引脚可分为I/O接口线、电源线、控制线、外接晶体线4部分。 AT89C51单片机为双列直插式封装结构, 如图2.2所示。

123456781312151431191891716P10P11P12P13P14P15P16P17INT1/P3.2INT0/P3.3T1/P3.5T0/P3.4EA/VPX1X2RESETRD/P3.7WR/P3.6RXD/P3.0TXD/P3.1ALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728

图2.2 AT89C51引脚分配图

AT89C51单片机的电源线有以下两种： （1）VCC：+5V电源线。 （2）GND：接地线。