AT89S52单片机数字电子钟

单片机技术课程设计说明书数字电子钟系、部：电气与信息工程系学生姓名：张海龙指导教师：宋绍明专业：自动化班级：0803完成时间：2010年12月25日摘要本设计是一款多功能数码管，可应用于数字电子钟,数字频率计,数字电压表,交通灯,数字式秒表,计数器,数字温度计等方面。本人的意向是制作一款简单方便的数字温度计所以只叙述数字温度计方面的制作。本数码管所采用的主要元件有传感器18B20，单片机AT89S52，，四位共阳极数码管2个，蜂鸣器一个，排阻2个，数据口一个，开关一个，电容电阻、三极管、发光二极管、排针、触发开关若干。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。关键词单片机;数字钟AbstractThisdesignisanewmulti-functionaldigitaltube,canbeappliedtodigitalelectricclock,digitalfrequencymeter,digitalvoltmeter,lights,digitalstopwatch,counter,digitalthermometer,etc.Myintentionismadeofasimpleprobioticyogurtsprobioticyogurtsconvenientdigitalthermometersoonlynarrativedigitalthermometeraspectsofproduction.Thisdigitaltubeadoptedbythemaincomponents18B20hadsensors,monolithicintegratedcircuitAT89S52,,fouraltogetheranodedigitaltube2,buzzera,exclusion2,datamoutha,switcha,capacitanceresistance,triode,lightemittingdiode,rowneedles,triggeringswitchissome.SCMmodulearethemostcommondigitalclock,adigitalclockisakindofdigitalcircuittechnologyimplementation,minutesandsecondstimingdevice,andthemechanicalclockcomparedwithhigheraccuracyandintuitive,andwithoutamechanicaldevice,hasmorelongerservicelife,soithasbeenwidelyused.Adigitalclockisadoptingdigitalcircuitimplementationof,pointsandseconddigitaldisplaytimerdevice.Adigitalclockprecision,stabilitythanoldmechanicalclock.Inthisdesign,weadoptLEDdigitaldisplaywhentube,minutesandsecondsto24hourstimerway,accordingtodigitaltubedynamicdisplayelementsshows,withthe12MHzcrystalsproduceoscillationpulse,thetimercounting.Inthisdesign,circuithasshowtimeitsthisfunctioncanalsorealizetothetimeofadjustment.Adigitalclockisitssmall,cheap,whenhighprecision,easytouse,thefunctionismuch,facilitateintegrationandreceivesgeneralconsumer'sfavorite,soithasbeenwidelyused.Keywordmicrocontroller；digitalclock目录第一章电子钟系统总体方案的设计………………………………………………11.1设计任务……………………………………………………………………11.2功能要求……………………………………………………………………11.3总体方案的设计……………………………………………………………11.3.1单片机的选择…………………………………………………………11.3.2单片机的基本结构……………………………………………………1第二章数字钟硬件电路的设计……………………………………………………52.1最小系统设计………………………………………………………………52.1.1整体设计………………………………………………………………52.1.2外接晶体引脚……………………………………………………………………52.1.3复位RST9…………………………………………………………62.1.4输入输出引脚…………………………………………………………………62.2LED显示电路……………………………………………………………………………72.3键盘控制电路………………………………………………………………9第三章系统软件的设计…………………………………………………………103.1监控程序流程图…………………………………………………………103.2显示“P.”主程序流程框图………………………………………………113.3键扫描子程序流程图……………………………………………………123.4定时器0服务程序流程图………………………………………………133.5程序清单…………………………………………………………………14第四章系统的仿真及调试………………………………………………………204.1仿真软件的简介……………………………………………………………204.2电子钟系统PROTUES仿真结果……………………………………………214.3系统误差分析………………………………………………………………21结束语……………………………………………………………………………22参考文献…………………………………………………………………………23致谢………………………………………………………………………………24附录一系统硬件电路原理图附录二硬件电路元件清单第一章电子钟系统总体方案的设计1.1设计任务设计一个具有特定功能的电子钟。1.2功能要求该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从0时0分0秒开始运行，进入时钟运行状态；再次按电子钟启动/调整键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。1.3总体方案的设计1.3.1单片机的选择采用型号为STC89C52的单片机。因为：STC89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-52指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C52提供了高性价比的解决方案。STC89C52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，STC89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。1.3.2单片机的基本结构8052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，现在我们分别加以说明：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。数据存储器(RAM)：8052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。图1-1单片机8052的内部结构程序存储器(ROM)：8052共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。定时/计数器(ROM)：8052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。并行输入输出(I/O)口：8052共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。全双工串行口：8052内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。中断系统：8052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。时钟电路：8052内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8052单片机需外置振荡电容。单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿(Princeton)结构。INTEL的MCS-52系列单片机采用的是哈佛结构的形式，而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。下图是MCS-52系列单片机的内部结构示意图。图1-2MCS-52系列单片机的内部结构MCS-52的引脚说明：MCS-52系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。图1-3单片机的引脚图Pin9:RESET/Vpd复位信号复用脚，当8052通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指针写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，8052的初始态。8051的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图1-4。图1-4上电自动和手动复位电路图Pin30:ALE/当访问外部程序器时，ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储器，ALE会跳过一个脉冲。如果单片机是