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单片机课程-日历时钟设计.doc
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2022-07-08
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单片机课程-日历时钟设计
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1
题目一 日历时钟设计
一、设计内容:
采用 MCS-51 系列单片机进行日历时钟设计并通过实验仪验证通过。
二、设计要求:
1. 设计单片机最小系统电路(包括复位、晶振电路、外扩 3 个 2764 共 24KROM、3 个 6264 共
24KRAM 等)
2. 设计键盘/显示器接口电路。
3. 通过软件编程实现日历时钟的显示(显示年、月、日和时:分:秒)
4. 通过键盘可预置日历时钟。
5. 实现作息时间控制输出。
一、单片机最小系统
1.89C52 单片最小系统
2.8032 总线型最小系统(3 片组成)
EA/VP
31
X1
19
X2
18
RESET
9
RD
17
WR
16
INT0
12
INT1
13
T0
14
T1
15
P10
1
P11
2
P12
3
P13
4
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P15
6
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P17
8
P00
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P01
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P03
36
P04
35
P05
34
P06
33
P07
32
P20
21
P21
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P23
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P24
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P25
26
P26
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PSEN
29
ALE/P
30
TXD
11
RXD
10
U1
89C52
VCC
VCC
R1
1K
RESET
XTAL1
12.0 MHz
C2
30P
C3
30P
C1
22uF
P0 .0
P0 .1
P0 .2
P0 .3
P0 .4
P0 .5
P0 .6
P0 .7
P2 .0
P2 .1
P2 .2
P2 .3
P2 .4
P2 .5
P2 .6
P2 .7
P3 .2
P3 .0
P3 .1
P1 .7
P1 .5
P1 .6
P3 .3
P3 .5
P3 .4
RS T
P3 .7
P3 .6
P1 .0
P1 .1
P1 .2
P1 .3
P1 .4

2
目录
摘要 .......................................................................7
前言 .......................................................................8
1 概论 .....................................................................8
1.1 概述 ...................................................................8
1.2 时钟日历的特性 .........................................................8
2 系统原理与硬件设计 ...................................................9
2.1 硬件选择 ..............................................................10
2.2 AT89C51 单片机简介 ....................................................10
2.3 时钟芯片介绍 ..........................................................15
2.4 LED 简介 ..............................................................20
3 程序设计 ...............................................................22
4 调试过程及数据分析 ..................................................29
4.1 KEIL 调试 ..............................................................29
VCC
D0
3
Q0
2
D1
4
Q1
5
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Q2
6
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Q3
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Q4
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D5
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Q5
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Q6
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D7
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Q7
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OE
1
LE
11
U2
74LS373
EA/VP
31
X1
19
X2
18
RESET
9
RD
17
WR
16
INT0
12
INT1
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T0
14
T1
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P10
1
P11
2
P12
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P15
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U1
8032
VCC
R1
1K
RESET
XTAL1
12.0 MHz
C2
30P
C3
30P
C1
22uF
A0
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A1
9
A2
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A3
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A5
5
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A9
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A10
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CE
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U4
27128
BUSADDRESS
BUSDATA
D7
D6
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D3
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D1
D0 D7
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D0
A1 2
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A9
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A5
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A7
A7
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D1
D2
D3
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D7
A8
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A1 0
A1 1
A1 2
A1 3
A1 4
A1 5
IN T0
RX D
TX D
P1 .7
P1 .5
P1 .6
IN T1
T1
T0
RS T
RD
WR
AL E
P1 .0
P1 .1
P1 .2
P1 .3
P1 .4
A1 3

3
4.2 实验台调试 ............................................................29
5 结果分析 ...............................................................30
6 心得体会 ...............................................................30
7 致谢 ....................................................................30
8 参考文献................................................................31
摘要
本次单片机课程设计利用 PCF8563 日历实时时钟实现年月日时分秒的显示。本次课程设计
需要用到 CPU 模块 、ZLG7290 键盘与显示模块 、时钟模块(PCF8563) 。 PCF8563 这种
时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能,计时数据的更新在计
算机汇编语言的驱动下每秒自动进行一次,但不需程序干预其输出状态。此外,这种时
钟芯片带有锂电池做后备电源,具备永不停止的计时功能和可编程方波输出功能,可用
作实时测控系统的采样信号等。这种时钟芯片内部还带有非易失性 RAM,可用来存放需长
期保存但有时也需变更的数据。本次设计中的 LED 数码管电子时钟电路采用 24 小时制记
时方式,日期和时间用 16 位数码管显示。设计采用 AT98C51 单片机,使用 5V 电源供电。
本次设计采用AT89C51单片机的扩展芯片和ZLG7290键盘与显示模块做驱动,由多块
LED数码管构成的显示系统,与传统的基于8/16位普通单片机的LED显示系统相比较,本系
统在不显著地增加系统成本的情况下,可支持更多的LED数码管稳定显示。
关键词:PCF8563、AT89C51、时钟日历
前言
一块单片机芯片就是一台计算机,由于单片机以其集成度高、体积小、可靠性高、控
制功能强、低电压、低功耗等特点使它应用于智能仪器仪表、机电一体化、实时程控、人
类生活中。除此之外还广泛应用办公自动化领域、商业营销领域、汽车及通信系统、计算
机外部设备等各领域中,并且单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。由此可见
掌握单片机的使用方法和利用单片机解决实际问题具有重要的意义。
本次设计根据 AT89C51 单片机系统扩展的基本原理和方法、常用总线标准和典型接口电路
的应用,结合本次设计的题目要求进行系统扩展,通过单片机驱动时钟芯片进行年、月、

4
日、时、分、秒显示,最后通过 74LS154 译码和动态显示的方式完成设计任务,设计论文
中附有电路图、程序清单、各数据存储单元的所在地址和输入输出口对应表。因水平有限,
难免有疏落不足之处,恳请老师和同学能给予批评指正
1 概论
1.1 概述

单片机课程设计
--- 5 ---
随着电子技术的迅速发展,特别是随着大规模集成电路产生而出现的微型计算机,
给人类生活带来了极大的方便。走入家庭,从洗衣机、微波炉到音响、汽车,到
处都可以见到单片机应用的踪影。如果说微型计算机技术的出现使现代科学研究
得到了质的飞跃,那么也可以毫不夸张的说:“单片机技术的出现则是给现代工
业测控领域带来了一次新的工业革命”。目前,单片机以其可靠性高和智能性等
特点被广泛应用到工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化
等领域中,并已经进入家庭,因此,单片机技术的开发和应用水平已经逐步成为
一个国家自动化发展水平的标志之一。
1.2 时钟日历的特性
PCF8563
1. PCF8563 是 PHILIPS 公司推出的一款工业级内含 I C 总线接口功能的
具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片 PCF8563 的多种报警功能 定时器
功能 时钟输出功能以及中断输出功能能完成各种复杂的定时服务 甚至可
为单片机提供看门狗功能 内部时钟电路 内部振荡电路 内部低电压检测
电路 1.0V 以及两线制 I2C 总线通讯方式 不但使外围电路及其简洁 而
且也增加了芯片的可靠性 同时每次读写数据后 内嵌的字地址寄存器会自
动产生增量 当然作为时钟芯片 PCF8563 亦解决了 2000 年问题 因而
PCF8563 是一款性价比极高的时钟芯片 它已被广泛用于电表 水表 气表
电话 传真机 便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域
2 系统原理与硬件设计
1. 本次的设计题目是日历时钟设计,要求实现年、月、日、时、分、秒
的正常显示,需要硬件和软件的结合来实现。本次设计利用时钟日历芯
片 PCF8563 的特性和 AT89C51 单片机的功能利用实现的。时钟芯片在电
源的作用下向通过 P1 口向 AT89C51 单片机输入时间信号,AT89C51 单片
机在接受到时间信号后通过 P0 将信号送到单片机另一扩展芯片 ZLG7290,
驱动 LED 数码管显示。同时,系统通过 p0 口接收键盘输入信号。系统框
图如下:
画出系统框图
2.1 硬件选择清单
(1)时钟芯片选择 选用时钟日历芯片 PCF8563
(2)单片机的选择 选用 AT89C51 单片机,并配备 11.0592MHz 晶振。
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