1、 前前 言言 电子科技日新月异，人们对现代电子设备的智能化和微型化及其精度提出 了更高的要求，而单片机因其具有稳定可靠、 体积小、 价格低廉等特点，成 为设计智能化仪器仪表的首选微控制器，因此本次我们没有选用传统的专用的 时钟芯片，而是采用了 AT89S51 芯片，此款单片机可以使用软件对其进行在线 编程，其灵活性和可靠性都相对提高。 通过此次实物制作,增强了我们的动手能力,把理论与实践融合在一起。同 时，也进一步加深了对单片机的硬件结构的理解和巩固，编程能力也得到了提 高。在此将电子钟制作过程中用到的知识进行了一些总结，并记录了遇到的问 题，希望自己今后能注意。同时也希望能成为读者的参考资料
2、，能帮助读者避 免出现相同的问题，并能从中得到一些启发。 目目 录录 1 1 多功能电子表说明及总体方案介绍多功能电子表说明及总体方案介绍 . 1 1.1 多功能电子表计时方案 1 1.2 多功能电子表键盘/显示方案 . 2 2 2 电子钟的工作原理电子钟的工作原理 . 4 3 3 多功能电子表原理框图多功能电子表原理框图、原理图及、原理图及 PCBPCB 图图 . 5 3.1 多功能电子表原理框图 5 3.2 多功能电子表整机原理图 5 3.3 多功能电子表电路 PCB 图 . 7 4 多功能电子表元器件清单多功能电子表元器件清单 9 5 5 多功能电子表单元电路工作原理及芯片多功能电子表单
3、元电路工作原理及芯片 . 11 5.1 电源电路工作原理 11 5.2 时钟电路工作原理 11 5.3 复位电路工作原理 12 5.4 键盘电路工作原理 12 5.5 显示器工作原理 13 5.6 AT89S51 芯片. 17 5.7 74LS244 芯片. 20 5.8 S8550PNP 三极管 21 5.9 四位一体数码管 23 6 6 单片机硬件单片机硬件资源资源分配分配 . 25 7 7 程序流程图程序流程图 . 26 8 8 电子钟程序清单电子钟程序清单 . 32 9 9 误差分析误差分析 . 40 10 10 电子钟使用说明电子钟使用说明 . 43 11 11 设计体会设计体会 .
4、 44 12 12 教学意见教学意见 . 45 13 13 参考资料参考资料 . 46 1 1 1 多功能电子表说明及总体方案介绍多功能电子表说明及总体方案介绍 本次设计电子钟系统功能简单，用单片机的最小系统就能得以实现。而单 片机的最小系统设计中实际上最重要的就是对键盘/显示器接口电路的设计， 由 于系统功能不同所以要求就不同， 接口设计也就不同。 对一个键盘/显示器接口 设计应从整个系统出发，综合考虑软、硬件特点。下面是本人在设计前对各种 设计方案的考虑： 1.1 1.1 多功能多功能电子表计时方案电子表计时方案 方案一：采用实时时钟芯片 实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多
5、点定时功能，计 时数据的更新每秒自动进行一次，不需程序干预。计算机可通过中断或查询方 式读取计时数据进行显示，因此计时功能的实现无需占用 CPU 的时间，程序简 单。此外，实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功 能；具有可编程方波输出功能，可用做实时测控系统的采样信号等；有的实时 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。由于功能完善，精度高，软件程序设计相对简单，且计时不占用 CPU 时 间， 因此， 在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。 方案二: 软件控制。 利用单片机内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件
6、延时实现时、分、 秒的计时及秒表计时。该方案节省硬件成本，且能使设计者对单片机的指令系 统能有更深入的了解，从而掌握单片机应用技术 MCS-51 汇编语言程序设计方 法，因此，本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时。而由于 ATMEL 公司 的 AT89S51 单片机是低功耗的具有 4KB 在线可编程 Flash 存储器的单片机。它 与通用 80C51 系列单片机的指令系和引脚兼容。片内的 Flash 可允许在线重新 编程，也可使用通用非易失性存储器编程。它将通用 CPU 和在线可编程 Flash 集成在一个芯片上，形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能价格比的微控 制器。 它的功能强大， 而且也较容易购买， 故本设计中所选的单片机为 AT89S51 单片机。 2 1.2 1.2 多功能多功能电子表电子表键盘键盘/ /显示方案显示方案 方案一: 8279 扩展。 该方案方框图如图 1.2.1 所 示，8279 是一种可编程的键盘/显 示接口专用芯片，它含有键盘输
