摘要數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路時(shí)血案時(shí)，分，秒數(shù)字顯示的即使裝置，一起顯示的直觀性，走時(shí)準(zhǔn)確而受到人們的歡迎，廣泛用于個(gè)人家庭，車站，碼頭。辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活，學(xué)習(xí)，工作，娛樂(lè)帶來(lái)了極大的方便，由AT89S51制作的數(shù)字鐘走時(shí)準(zhǔn)確，而且擴(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能，諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警，按時(shí)自動(dòng)打鈴，時(shí)間程序自動(dòng)控制，定時(shí)廣播，通斷動(dòng)力設(shè)備，一集各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些都是以AT89S51為基礎(chǔ)的，因此，研究AT89S51單片機(jī)有著非常的意義。關(guān)鍵字：AT89S51時(shí)鐘自動(dòng)AbstractDigitalClockisadigitalcircuitwhenbloodshed,minutesandsecondsdigitaldisplayofthedevicetobetogether,intuitivedisplay,accuratetimeandbepopular,widelyusedinpersonalfamily,stations,wharves.Officesandotherpublicplacestopeople'slives,learning,work,entertainmentbroughtgreatconveniencetothefiguresproducedbytheAT89S51accuratetimeclock,andexpansionofthewatch'stimekeepingfunctionoftheoriginal,suchasregularautomaticalarm,automaticplayingtimebelltimeprocesscontrol,timebroadcasting,on-offpowerequipment,asetofautomaticopeningofavarietyofregularelectrical,allofwhicharebasedonAT89S51based,therefore,ofgreatsignificancewithAT89S51microcontroller.

Keywords:AT89S51clockautomatically目錄TOC\o"1-3"\h\u11949摘要 I7623Abstract II294151.緒論 3194432.數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方案分析與選擇 1144603.數(shù)字鐘的總體設(shè)計(jì)方案記起原理圖 2186953.1數(shù)字鐘的總體設(shè)計(jì)方案 275193.2各個(gè)部分的原理說(shuō)明 3135953.２.1.數(shù)碼驅(qū)動(dòng)顯示模塊 3316323.２.２校時(shí)模塊 4233963.２.３鬧鈴模塊 5199023.３數(shù)字鐘設(shè)計(jì)總圖 6324844.安裝與調(diào)試 7229784.１安裝焊接電路 7105974.２調(diào)試電路 7225814.3安裝與調(diào)試電路需注意問(wèn)題 7305394.4實(shí)際電路調(diào)試 8187975.總結(jié) 928423附錄Ⅰ元件清單 1027556附錄Ⅱ參考文獻(xiàn) 10多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)。（Single-ChipMicrocomputer）,是集CPU,RAM,ROM,定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。他體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化上和智能產(chǎn)品。時(shí)鐘，自從它被發(fā)明的那天起，就成為了人類的好朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，時(shí)鐘的應(yīng)用越來(lái)越廣范，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求也越來(lái)越高。怎樣讓時(shí)鐘更好的為人民服務(wù)，怎樣讓我們的老朋友再次煥發(fā)青春呢？這就要求我們不斷設(shè)計(jì)出新型的時(shí)鐘，來(lái)不斷滿足人們的日常生活需要。然而市場(chǎng)上的時(shí)鐘便宜的比較笨重，簡(jiǎn)單實(shí)用的又比較昂貴。那么，有沒(méi)有一款既簡(jiǎn)單實(shí)用價(jià)格又便宜的時(shí)鐘呢?基于這種情況,經(jīng)過(guò)反復(fù)論證設(shè)計(jì)出了這款既簡(jiǎn)單實(shí)用，又價(jià)格便宜的——單片機(jī)電子時(shí)鐘。數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方案分析與選擇根據(jù)課程涉及任務(wù)書(shū)的要求，目前有兩種涉及方案課供選擇。方案一，利用數(shù)字電路中學(xué)習(xí)的六十進(jìn)制和二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器和三八譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的時(shí)間顯示，用與非門的反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)和鬧鈴的功能，從而完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。方案二，利用AT89S52單片機(jī)和74HC573八位鎖存器以及利用C語(yǔ)言對(duì)AT89S51進(jìn)行編程來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的顯示,整點(diǎn)報(bào)時(shí)和鬧鈴功能，從而完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。方案一的優(yōu)點(diǎn)在于原理簡(jiǎn)單，很多同學(xué)都已經(jīng)經(jīng)過(guò)數(shù)字電路基礎(chǔ)學(xué)習(xí)甚至通過(guò)數(shù)字電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)做過(guò)數(shù)字鐘的顯示實(shí)驗(yàn)，所以，對(duì)于很多同學(xué)都沒(méi)有太大難度。方案二的優(yōu)點(diǎn)在于利用AT89S51單片機(jī)和C語(yǔ)言進(jìn)行編程，然后利用74HC573八位鎖存器進(jìn)行數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，不僅有利于提高學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的興趣，而且涉及到了硬件和軟件的原理，所以對(duì)同學(xué)們的要求比較高，要求熟練掌握C語(yǔ)言對(duì)于單片機(jī)的編程原理。由于利用計(jì)數(shù)器和與非門實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘焊接復(fù)雜，而且只涉及到硬件的原理，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)與興趣培養(yǎng)，所以本次課程設(shè)計(jì)采用第二種方案進(jìn)行制作數(shù)字鐘。數(shù)碼顯示鬧鈴電路數(shù)碼驅(qū)動(dòng)AT89S52數(shù)碼顯示鬧鈴電路數(shù)碼驅(qū)動(dòng)AT89S52時(shí)鐘程序載入時(shí)鐘程序載入鍵盤控制 圖4—1設(shè)計(jì)方案原理圖.數(shù)碼驅(qū)動(dòng)顯示模塊1.數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)裝置說(shuō)明：本設(shè)計(jì)方案采用的是74HC573位數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器作為顯示電路的驅(qū)動(dòng)，74Hc573原理如圖：74Hc573由D0~D7腳輸入單片機(jī)發(fā)出的信號(hào)，Q0~Q7發(fā)出數(shù)碼顯示信號(hào)，從而完成對(duì)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)。圖4-274Hc573引腳圖原理說(shuō)明：M54HC563/74HC563/M54HC573/74HC573的八個(gè)鎖存器都是透明的D型鎖存器，當(dāng)使能（G）為高時(shí)，Q輸出將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變。當(dāng)使能為低時(shí)，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時(shí)，的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動(dòng)大電容或低阻抗負(fù)載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅(qū)動(dòng)總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，I/O通道，雙向總線驅(qū)動(dòng)器和工作寄存器。LED數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管類似，只是正向壓降較大，正向電阻也較大。在一定范圍內(nèi)，其正向電流與發(fā)光亮度成正比。圖４－３七段共陰數(shù)碼管原理圖由于常規(guī)的數(shù)碼管起輝電流只有1～2mA,最大極限電流也只有10～30mA，所以它的輸入端在5V電源或高于TTL高電平(3.5V)的電路信號(hào)相接時(shí)，一定要串加限流電阻，以免損壞器件。由于沒(méi)有六位數(shù)碼管，所以本設(shè)計(jì)采用一個(gè)四位數(shù)碼管和一個(gè)兩位數(shù)碼管共同實(shí)現(xiàn)六位數(shù)碼管的功能,將四位數(shù)碼管和兩位數(shù)碼管的ａ～ｄ分別連接在一起，標(biāo)清各個(gè)數(shù)碼管的控制端。圖４－４數(shù)碼顯示模塊校時(shí)模塊為使時(shí)鐘走時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，校時(shí)電路是必不可少的，鍵盤用來(lái)校正數(shù)碼管上顯示的時(shí)間。采用六個(gè)低電平有效鍵盤，公共端接地，非公共端分別接單片機(jī)對(duì)應(yīng)的控制端口，實(shí)現(xiàn)校時(shí)，鬧鐘，整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。其定義程序如下：sbitkey1=P3^0;sbitkey2=P3^1;sbitkey3=P3^2;圖４－５鍵盤模塊sbitkey4=P3^3;sbitkey5=P3^4;sbitkey6=P3^5鬧鈴模塊定時(shí)鬧鐘模塊如圖所示，蜂鳴器的正極接到VCC（＋5V）電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極E，三極管的基級(jí)B經(jīng)過(guò)限流電阻R1后由單片機(jī)的P3.7引腳控制，當(dāng)P3.7輸出高電平時(shí)，三極管T1截止，沒(méi)有電流流過(guò)線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)P3.7輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過(guò)程序控制P3.7腳的電平來(lái)使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。蜂鳴器程序定義如下：/*******蜂鳴器引腳定義*******************/sbitbell=P1^7;sbitalarm_led=P3^6;圖４－６鬧鈴模塊圖４－７仿真總圖本設(shè)計(jì)方案是基于單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)，系統(tǒng)以單片機(jī)（AT89S51）為核心，其主要的電路包括計(jì)時(shí)電路，時(shí)間顯示電路，鍵盤控制電路等，以單片機(jī)的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，時(shí)間用數(shù)碼管顯示，最終達(dá)到數(shù)字鐘的時(shí)間顯示和校整時(shí)間的功能。其中變量定義程序如下：/**********************變量定義**********************************/unsignedcharhour,minute,second;//定義時(shí)間存儲(chǔ)變量unsignedcharalarm_hour,alarm_minute,alarm_second;//定義鬧鐘存儲(chǔ)變量unsignedcharlcd_number[6];//各個(gè)數(shù)位顯示數(shù)字存儲(chǔ)變量unsignedintcount; //定時(shí)器中斷計(jì)數(shù)器unsignedcharalarm_on; //鬧鐘開(kāi)啟標(biāo)志unsignedcharalarm_in; //鬧鐘設(shè)置標(biāo)志unsignedcharcodedis_code[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}；１.把AT89S51集成塊插入面包板，注意布局；２.將數(shù)碼管以及７４ＨＣ５７３裝配在另外一塊電路板上面。３.用排陣將需要接線的管腳引出。４.按照電路圖焊接，注意兩位和四位數(shù)碼管的焊接。１.用杜邦線將單片機(jī)模塊，數(shù)碼顯示模塊，鍵盤模塊和蜂鳴器模塊對(duì)應(yīng)連接。２.用下載線將單片機(jī)連接電腦。３.用上位機(jī)軟件將寫好的數(shù)字鐘程序下載到單片機(jī)里面。４.查看數(shù)碼管顯示,如果顯示和預(yù)想有差異則分班是硬件原因還是軟件原因.5.用萬(wàn)用表測(cè)量各個(gè)點(diǎn)的電壓直,直到查找出原因,調(diào)整后在進(jìn)行調(diào)試,直到顯示和預(yù)想一樣.1.在上電源前先用萬(wàn)用表測(cè)試下電源和地之間是否有短路，這樣可防止可能燒壞元件。2.測(cè)試電路板的各項(xiàng)功能，須從極端的角度去測(cè)試可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。3.根據(jù)產(chǎn)品的性能要求，逐次測(cè)試其各個(gè)功能是否符合產(chǎn)品要求。4.電源連接不上，就要查查電源連接電路。5.電源連接上了，卻不能工作，目測(cè)下主要元件是否有焊反、焊錯(cuò)、短路等現(xiàn)象出現(xiàn)。包括元件用錯(cuò)了，型號(hào)不對(duì),元件方向反了，元件的腳有損壞、虛焊、短路等，連接線有損壞或接觸不良，電容的正負(fù)極焊反等。正確使用測(cè)量?jī)x器的接地端，凡是使用地端接機(jī)殼的電子儀器進(jìn)行測(cè)量，儀器的接地端應(yīng)和放大器的接地端連接在一起，否則儀器機(jī)殼引入的干擾不僅會(huì)使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化，而且將使測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。測(cè)量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗，若測(cè)量?jī)x器輸入阻抗小，則在測(cè)量時(shí)會(huì)引起分流，給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)很大誤差。測(cè)量?jī)x器的帶寬必須大于被測(cè)電路的帶寬。例如：MF－20型萬(wàn)用表的工作頻率為20～20000HZ。如果放大器的fH=100kHZ，我們就不能用MF－20來(lái)測(cè)試放大器的幅頻特性，否則，測(cè)試結(jié)果就不能反映放大器的真實(shí)情況。要正確選擇測(cè)量點(diǎn)，用同一臺(tái)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量點(diǎn)不同，儀器內(nèi)阻引進(jìn)的誤差大小將不同。電路調(diào)試分析：實(shí)際調(diào)試電路開(kāi)始發(fā)現(xiàn)小時(shí)，分鐘顯示出現(xiàn)編碼錯(cuò)誤，秒鐘顯示不完全，個(gè)位沒(méi)有顯示，十位顯示正常，經(jīng)過(guò)利用萬(wàn)用表測(cè)試發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管的引腳連接出現(xiàn)短路，導(dǎo)致顯示出現(xiàn)編碼錯(cuò)誤，猶豫秒鐘個(gè)位沒(méi)有顯示，測(cè)試也沒(méi)有電流反應(yīng)，猜測(cè)可能因?yàn)閿?shù)碼管損壞造成，因此在后面連接一個(gè)新數(shù)碼管后發(fā)現(xiàn)正常顯示，但與此同時(shí)又發(fā)現(xiàn)秒鐘個(gè)位顯示數(shù)碼管的公共端口沒(méi)有連接，導(dǎo)致沒(méi)有顯示。為了找出原因花費(fèi)大量時(shí)間，結(jié)果卻是因?yàn)樽约汉附硬蛔屑?xì)導(dǎo)致錯(cuò)誤，為此得到了深刻教訓(xùn)，以后一定不會(huì)犯同樣的錯(cuò)誤。本學(xué)期我們開(kāi)設(shè)了《數(shù)字電路》課，這門學(xué)科屬于電子電路范疇，是我們專業(yè)的基礎(chǔ)課程。正所謂“紙上談兵終覺(jué)淺，覺(jué)知此事要躬行?！睂W(xué)習(xí)任何知識(shí)，僅從理論上去求知，而不去實(shí)踐、探索是不夠的，所以在本學(xué)期模電剛學(xué)完之際，緊接著來(lái)一次電子電路課程設(shè)計(jì)是很及時(shí)、很必要的。這樣不僅能加深我們對(duì)電子電路的任職，而且還及時(shí)、真正的做到了學(xué)以致用。通過(guò)這段時(shí)間不懈的努力與切實(shí)追求，我終于做完了課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了常用元件的識(shí)別和測(cè)試；熟悉了常用的儀器儀表；了解了電路的連接、焊接方法；以及如何提高電路的性能等等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們也遇到了不少的問(wèn)題。比如：軟件調(diào)試問(wèn)題，或者數(shù)碼管顯示不正確甚至沒(méi)有顯示。還有就是焊接實(shí)物的問(wèn)題，我們以為很簡(jiǎn)單，但其實(shí)很復(fù)雜，要對(duì)焊板上的元件進(jìn)行布置和焊接電路元件連線，這有很大的難度。在此期間，除了對(duì)元件較好的焊接外，還要考慮電路元件間的影響（即元件之間信號(hào)的干擾等問(wèn)題），還要考慮元件連線的不相交以及焊板面積的大小、元件擺放和連線的美觀性等，所以想要焊出一塊實(shí)用又美觀的板子，還要經(jīng)過(guò)一番考慮和布置。但是最后在同學(xué)的幫助以及自己的不斷努力下，把問(wèn)題一一解決了，那種心情別提有多高興啊。實(shí)驗(yàn)中暴露出我們?cè)诶碚搶W(xué)習(xí)中所存在的問(wèn)題，有些理論知識(shí)還處于懵懂狀態(tài)，老師們不厭其煩地為我們調(diào)整波形，講解知識(shí)點(diǎn)，實(shí)在令我感動(dòng)。還有就是在實(shí)驗(yàn)中，好多同學(xué)被電烙鐵燙傷了，這不得不讓我想起安全問(wèn)題，所以在以后的實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)該注意安全，讓不必要的傷害減至最少。作為一個(gè)電子專業(yè)的學(xué)生，我深知課程設(shè)計(jì)的重要性。這次實(shí)習(xí)我從剛開(kāi)始的什么都不懂不會(huì)不敢不碰，到現(xiàn)在的基本了解了一個(gè)電路元件是如何構(gòu)成的，還有以前看的集成板上讓人難琢磨的電路焊接圖我都可以看懂一些了，其中的電路仿真也讓我對(duì)以前學(xué)習(xí)的電路知識(shí)有了詳細(xì)地了解。我們順利完成了這周的模擬電子的課程設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，不僅是鞏固了先前學(xué)的模電、數(shù)電的理論知識(shí)，而且也培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，更令我的創(chuàng)造性思維得到拓展。希望今后類似這樣課程設(shè)計(jì)、類似這樣的鍛煉機(jī)會(huì)能更多些。附錄Ⅰ元件清單元件名稱元件數(shù)目AT89S521片74Hc5731片四位數(shù)碼管1個(gè)兩位數(shù)碼管1個(gè)12M晶振