本科生毕业设计（论文）
摘 要
单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视
和关注，应用很广、发展很快。而 51 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的
一种。
本文设计以 AT89S51 芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功
能齐全的电子时钟，它由 5V 直流电源供电。在硬件方面，除了 CPU 外，使用六个
七段 LED 数码管来进行显示，LED 采用的是动态扫描显示，使用 74LS14 芯片进行
驱动。通过 LED 能够比较准确显示时、分。两个简单的按键实现对时间的调整。软
件方面采用汇编语言编程。整个电子钟系统能完成时间的显示、调时、定时闹钟和复
位等功能。
选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时
间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用 Keil
单片机模拟调试软件，测试程序的可行性。
关键词：单片机技术，AT89S51，液晶驱动，电子闹钟
I
湖南工业大学本科生毕业设计（论文）
ABSTRACT
Because of its extremely high performance-price ratio, the single-chip computer (SCC)
has been paid great attention to ever since it came out in 1970s of 20th Century, and has
gained an extensive applicable field and fast development. Among all kinds of SCCs, 51
SCC is the most typical and representative one.
This design, adopting AT89S51 chip as the core part with some necessary peripheral
circuits, is a simple electronic clock which uses 5V DC as the power supply. In hardware
aspect, besides the CPU, six seven-segment LED digi-tubes are used for display, which
work in a dynamically scanning display mode and driven by 74SL14 chip. The LEDs can
accurately indicate hour and minute and two buttons can be used to adjust the time. While in
the software aspect, the programming language is assembly language. The whole electronic
clock system has functions of time display, adjustment, bell-setting and reset, etc.
Choose the smallest SCM system applications,add Comparison procedures, time to
adjust procedures and faint buzzing procedures, Through relatively faint buzzing trigger
procedures to achieve alarm clock function, Completed the design needs of the software
environment. Keil introduced and the use of SCM software simulation debugging, testing
the feasibility.
Keywords: technology of the one-chip computer ， AT89S51 ， the liquid
crystal is driven，Electronic alarm clock
II
湖南工业大学本科生毕业设计（论文）
目 录
摘 要.........................................................................................................................................I
ABSTRACT............................................................................................................................II
目 录.......................................................................................................................................III
第 1 章 绪 论............................................................................................................................1
1.1 单片机简介..................................................................................................................1
1.2 电子闹钟的重要意义..................................................................................................1
1.3 本文的主要工作..........................................................................................................2
第 2 章 AT89S51 单片机的硬件系统......................................................................................2
2.1 AT89S51 单片机的特性..............................................................................................3
2.2 AT89S51 单片机的封装..............................................................................................3
2.3 存储空间......................................................................................................................3
2.3.1 程序存储空间.......................................................................................................4
2.3.2 数据存储空间.......................................................................................................5
2.4 单片机最小应用系统电路..........................................................................................8
2.4.1 供电电路...............................................................................................................8
2.4.2 程序存储器选择电路...........................................................................................8
2.4.3 时钟电路...............................................................................................................9
2.4.4 复位电路...............................................................................................................9
第 3 章 电子闹钟的硬件设计...............................................................................................10
3.1 系统要求....................................................................................................................11
3.2 系统组成....................................................................................................................11
3.3 系统设计....................................................................................................................11
3.3.1 控制器.................................................................................................................11
3.3.2 计数器.................................................................................................................12
3.3.3 寄存器.................................................................................................................12
3.3.4 分频器.................................................................................................................12
3.3.5 显示电路.............................................................................................................12
3.3.6 输入电路.............................................................................................................13
3.3.7 计时器.................................................................................................................13
3.3.8 振荡器.................................................................................................................13
3.3.9 整体系统.............................................................................................................14
3.4 硬件选择....................................................................................................................14
第 4 章 电子闹钟的软件设计...............................................................................................16
4.1 子程序及其功能简介................................................................................................16
III
湖南工业大学本科生毕业设计（论文）
4.2 程序设计....................................................................................................................16
4.3 调试软件及其环境....................................................................................................17
4.3.1 KEIL 单片机模拟仿真调试软件的安装和启动....................................................18
4.3.2 工程的建立.........................................................................................................20
4.3.3 源文件的输入.....................................................................................................21
结 论.......................................................................................................................................23
参考文献................................................................................................................................25
致 谢.......................................................................................................................................25
附 录 1 程序设计...................................................................................................................27
附 录 2 外文文献及翻译.......................................................................................................33
IV
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第 1 章 绪 论
1.1 单片机简介
单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）。为了使用方便 ，
它把组成计算机的主要功能部件：中央处理器（CPU）、数据存储器（ RAM）、程
序存储器（ROM、EPROM、E
2
PROM 或 FLASH）、定时 /计数器和各种输入/输出
接口电路等都集成在一块半导体芯片上，构成了一个完整的计算机系统。与通用的计
算机不同，单片机的指令功能是按照工业控制的要求设计，因此它又被称为微控制器
（Microcontroller）。
MCS51 系列
[1]
单片机是美国 Intel 公司于 1980 年推出的一种 8 位单片机系列。该
系列的基本型产品是 8051、8031 和 8751。这 3 种产品之间的区别只是在片内程序存
储器方面。8051 的片内程序存储器（ROM）是掩膜型的，即在制造芯片时已将应用
程序固化进去；8031 片内没有程序存储器；8751 内部包含有用作程序存储器 4KB 的
EPROM。由于 8051 的编程需要制造商的支持，而 8751 的价格昂贵，因此 8031 获得
了更为广泛的使用。
MCS51 系列单片机优异的性能/价格比使得它从面世以来就获得用户的认可。
Intel 公司把这种单片机的内核，即 8051 内核，以出售或互换专利的方式授权给一些
公司，如 Atmel、Philips、ADI 等。这些公司的这类产品也被称为 8051 兼容芯片，这
些 8051 兼容芯片在原来的基础上增加了许多特性。本文应用电路中采用了 Atmel 公
司的 AT89S51 芯片，它与 MCS51 单片机指令兼容，同时它的内部包含用作程序存储
器 4KB 的基于 FLASH 技术的只读存储器。采用这款芯片既克服了采用 8031 需要添
加外部程序存储器导致电路复杂的缺点，又克服了采用 8751 导致电路制作成本高的
缺点。
1.2 电子闹钟的重要意义
20 世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透
了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时
也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们
来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的
事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的
耽误可能酿成大祸。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电
时间。尤其在医院，每次护士都会给病人作皮试，测试病人是否对药物过敏。注射后，
一般等待 5 分钟，一旦超时，所作的皮试试验就会无效。手表当然是一个好的选择，
但是，随着接受皮试的人数增加，到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。所以，要
制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。 钟表的数字化给人们生产生
