基于单片机系统的电子钟设计与仿真学士学位论文.doc

基于单片机系统的电子钟设计与仿真

摘 要

近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应

用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可

靠，使用方便等特点，因此越来越广泛地应用各个领域.

本文的电子钟系统是以单片机（AT89C51）为核心，时钟芯片 DS1302、数码管

显示驱动芯片 MAX7219 等元器件组成。具体介绍应用 Proteus 的 ISIS 软件进行单片

Abstract

In recent years, with computers in the infiltration and the development of large-scale

integrated circuits. SCM application is steadily deepening, as it has strong function, small

size, low power dissipation, low prices, reliable, easy to use features, it is particularly

suited to and control of the system, increasingly widely used in various fields.

(AT89C51) as the core, the clock chip DS1302, LED display driver chip components,

such as MAX7219 component.Describes the application of Proteus's ISIS software of the

electronic single-chip system clock to achieve the design and simulation methods in

details.The method can not only test the property of the system precisely,but also improve

第二章 系统设计………………………………………………………………………… 3

第三章 硬件电路设计…………………………………………………………………. 12

第四章 软件设计………………………………………………………………………. 14

Proteus 软件很好地诠释了利用现代 EDA 工具方便快捷开发单片机系统的优势。它包

括 PROTEUS VSM（Virtual System Modelling）、PROTEUS PCB DESIGN 两大组成部分，

在 PC 机上就能实现原理图电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、

系统测试与功能验证以及形成 PCB 文件的完整嵌入式系统设计与研发过程。

单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软件

编程设计两个方面, 其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试 3 个过程。

如果采用单片机系统的虚拟仿真软件——Proteus，则不用制作具体的电路板也能够

完成以上工作。

PROTEUS 软件由 Labcenter 公司开发，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系

功能是：将电路仿真和微处理器仿真进行协同，直接在基于原理图的虚拟原型上进

行处理器编程调试，并进行功能验证，通过动态器件如电机、LED、LCD、开关等，

实时看到运行后的输入、输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分

析仪等， Proteus 为我们建立了完备的电子设计开发环境。

电子钟系统硬件主要由 AT89C51 单片机、时钟芯片 DS1302、数码管显示驱动芯片

MAX7219 等元器件组成。

AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能 CMOS8

存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功

能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，

AT89C2051 是它的一种精简版本。AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵

活性高且价廉的方案。

与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命：1000 写/擦循环 数据保留时间：10

年 全静态工作：0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8 位内部 RAM 32 可编程 I/O 线

两个 16 位定时器/计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片

内振荡器和时钟电路

码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。

　　P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能

接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1

口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH

编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。