单片机电子时钟设计.doc

第一章 电子时钟的设计 1.1电子时钟简介 　电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它 具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活 环境的不断改善和美化，在许多场合都用到电子时钟。 1.2电子时钟的基本特点 现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表 都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式 电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时 间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校 对，片选的灵活性好。 1.3电子时钟的应用 LCD数字电子钟除了在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用，还可以改 装在摩托车和汽车上，LCD显示，带蓝色背光，白天在太阳光下也能非常清楚的看到显示 时间，关钥匙可以关闭蓝色背光，时间还能显示也不会清零，因LCD的显示耗电量很省的 ，所以一直工作也不必担心耗电问题。在骑摩托车时，为了看时间，先要停下车子，取 出手机，才能看时间，是否有点麻烦，现在车上改装了一个蓝色背光的液晶电子钟后， 不管白天黑夜色，随时可以看时间，非常方便。 1.4电子时钟的工作原理 一般电子钟是一个将" 时"，"分"，"秒"显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度 为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由 译码显示器、"时"，"分"，"秒"计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。主电路系 统由秒信号发生器、"时、分、秒"计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路 组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英 晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入"秒计数器"，"秒计数器"采用60进制计 数器，每累计60秒发出一个"分脉冲"信号，该信号将作为"分计数器"的时钟脉冲。"分计 数器"也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个"时脉冲"信号，该信号将被送到" 时计数器"。"时计数器"采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路 将"时"、"分"、"秒"计数器的输出状态用七段显示译码器译码，通过七段显示器显示出 来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生 器实现报时。校时电路时用来对"时"、"分"、"秒"显示数字进行校对调整。 而该电子时钟由89C51，BUTTON，六段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路， 由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分 钟为一小时，满二十四小时为一天。而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能 ，按下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功能，达到省电的目的；直接按下不松开， 则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则 可实现小时的调节，同样每按一次小时加一。 第二章 单片机识的相关知识 2.1单片机的介绍 单片机也被称为微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由 芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集 成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设 备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处 理器的发展便分道扬镳。 　　早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能 不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的 单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单 片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展 ，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位 ，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年 代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期 的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端[1]的型号也只有10美元。 当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广 泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以 直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 　　单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因