毛进健20120511063-毕业设计

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1、重庆师范大学毕业论文设计基于AT89S51单片机的扩展时钟系统的设计摘要：随着人类科技发明的发展，时钟已经成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛应用于个人家庭以及办公室场所，给人们的生活学习、工作、娱乐带来了极大的方便。在很多实际应用中它还需要能够实现其他的功能。而且时钟的数字化和多功能话也是现在时钟发展的主体方向。本次论文正式基于AT89S51单片机为核心，结合新型时钟芯片DS12887，并用键盘设置时间用液晶LCD1602显示数字时钟。关键词 ：AT89S51单片机； 时钟芯片DS12887； 液晶LCD1602Abstradt : With the development of sci

2、ence and technology invention, the clock has become essential to daily life necessities, widely used in personal and home office spaces, to people's lives to learn, work, play has brought great convenience. In many practical applications, it needs to be able to achieve other functions. And digit

3、al clock and function, then the clock is now the main development direction. The formal paper based AT89S51 microcontroller core, combined with the new clock chip DS12887, and set the time using the keyboard display digital clock with LCD LCD1602.Key words : AT89S51 MCU； clock chip DS12887； LCD LCD1

4、6021 引言数字时钟已经成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛应用于个人家庭以及办公室场所，给人们的各个方面带来了极大的便利。由于数字集成电路技术的发展采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点。它还用于计时、自动报时等各个领域。而且单片机具有以下的特点：小巧灵活、成本低、易于产品化。它能方便地组装成各种智能式控制设备以及各种智能仪表。面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，从而获得最佳性价比。抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣条件下都能可靠地工作，这是其他机型所无法比拟的。因此给单片机系统增加一个时钟是非常有必要的，也是非常有意义的。在这里我将

5、以学过的比较零散的电路知识有机的、系统的结合起来用于实际。通过这次设计更深入的掌握AT89S51单片机扩展时钟电路的设计方法、了解DS12887的工作原理，同时来培养我的综合分析和设计电路、写程序、调试电路的能力。在本文中详细论述了以AT89S51单片机为核心，应用新型时钟芯片DS12887的数字时钟原理等等，介绍了本次采用的设计方案、实验电路图和程序代码并进行调试。2 总体设计本次设计是基于AT89S51单片机为主体，结合时钟芯片DS12887和设计相关的程序模块，使本次设计的单片机时分秒定时系统可以正常的显示年、月、日、时、分、秒。程序第一次运行后，初始化时间显示为00：00：00，即6位

6、数码管显示为00：00：00。通过键盘MON设定小时为07，通过键盘LAST设置分钟为04，通过键盘NEXT设置秒为18.两分钟后即在07:06:18时关掉电源，等待2分钟再打开电源，这时时间应为07:08:18，即停电后DS12887中的时钟不会停止运行。本次设计大体分为两部分：硬件和软件部分，硬件部分主要是：89S51单片机、DS12887时钟芯片、键盘输入电路、LCD1602液晶显示器、时钟芯片电路和液晶显示输出电路等构成；软件部分包含主程序模块、DS12887模块、LCD602模块、按键控制模块等等。在本次设计中运用实验法和观察法和查阅法，查阅资料、做多次试验、分别统计一段时间后和停电

7、后的显示时间，验证本次设计的定时效果。由于DS12887本身的特点，本次设计还具有掉电后计时的功能。此外，它的定时周期为24小时，采用24小时刻度来计时，显示满刻度为23：59：59，这也是DS12887的计时范围。最终达到单片机扩展时钟能准确计时。本次设计的数字时钟，可以通过键盘按键来设置时间，也可以设置闹钟，唯一不足的地方就是：同正常设定时间相比，本设计只能设定时、分、秒。以上就是本次设计的大致功能和介绍。总设计图如图1所示。图1 接线方案3 系统硬件组成3.1 芯片的选择经多种单片机的性能和现有的设备的限制，在本次设计中单片机芯片采用的是AT89S51单片机芯片。AT89S51单片机是美

8、国ATMEL生产的低功耗、高性能的CMOS8位单片机，里面含有4K的可系统编程的Flash只读程序存储器。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80C51指令系统及引脚。它集Flash程序存储器不但可在线编程，还可以用传统方法进行编程。而且ATMEL公司的单片机功能强大，低价位的AT89S51可以提供高性价比的运用，可灵活应用于各个方面。3.2 AT89S51单片机的硬件构成AT89S51是一个低功耗、高性能MOS8位单片机。片内含有4KB FLASH片内程序存储器（ROM），128 Byte的随机存储数据存储器（RAM），兼容标准MCS-51指令系统和89S51引脚结

9、构等等，AT89S51单片机在众多嵌入式控制系统中得到了广泛运用。如图2所示。图2 AT89S51引脚图3.3 电源及时钟引脚3.3.1 电源引脚（1） VCC(Pin 40)：+5V电源（2） VSS(Pin 20)：接地3.3.2 外接晶振引脚（1） XTAL1(Pin 19)：时钟XTAL1脚，片内振荡器反相放大器和内部时钟发生器的输入端。用片内振荡器时，该脚接外部石英晶体和微调电容。外接时钟源时，该脚接外部时钟震荡器的信号。（2） XTAL2(Pin 18)：时钟XTAL2脚，片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器时，该脚接外部石英晶体和微调电容。外接时钟源时，该脚需要悬空。3

10、.3.3 控制信号引脚（1） RST(Pin 9):复位信号输入端。当该引脚上出现连续两个机器周期以上的高电平时，将使单片机复位。（2） ALE/PROG(Pin 30):地址锁存允许信号/Flash编程脉冲输入端。（3） /PSEN(Pin 29):片外ROM读选通信号，在AT89S由外部程序存储器读取指令或执行读程序存储器数据的指令时，每个机器周期输出两个PSEN脉冲（负脉冲），即两次有效。（4） /EA(Vpp):Pin 31,外部ROM访问控制信号。在进行Flash编程时，在该引脚加上+12V的编程电压Vpp.3.3.4 并行I/O口（1） P0口（Pin 3932）：8位，是地址/数

11、据复用口，漏极开路的双向I/O口。当单片机访问外部数据存储器或程序存储器时，P0口作为数据总线和地址总线低8位分时复用端口；对端口写“1”时，P0口作为通用的I/O输入口，每位可驱动8个TTL逻辑门电路。（2）P1口（Pin 18）：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。作为通用的I/O口输入口时，应向端口写“1”。P1口可驱动4个TTL逻辑门电路。ISP编程时，P1.5P1.7作为编程口使用：P1.5/MOSI、P1.6/MISO、P1.7/SCK。（3）P2口（Pin 2128）：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。当AT89S51扩展外部存储器及I/O口时，P2口作为高8位地址的输