《数字电子技术》课程设计--基于AT89C2051多功能六位数数字钟设计

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1、 数字电子技术课程设计 题 目 基于 AT89C2051 多功能 六位数数字钟设计 学生姓名 专业班级 11 级通信工程二班 学 号 院 （系） 信息工程学院 指导教师 完成时间 2013 年 11 月 29 日 目 录 1 数字钟的设计方案及任务要求 .1 1.1 总体方案设计 .1 1.2 数字钟的任务要求 2 2 AT89C2051 集成芯片及其引脚说明 .2 2.1 内部结构 .2 2.2 引脚说明.3 3 电路的硬件设计 4 3.1 复位电路.4 3.2 时钟电路.4 3.3 按键电路.5 3.4 迅响电路及输入、输出电路 .5 3.5 数码管显示电路 .6 3.5.1 LED 数码

2、管结构及工作原理6 3.5. 2 显示原理 .7 3.6 稳压电路 7 4 安装与调试 .8 4.1 安装、焊接元件到电路板上 .8 4.2 调试 .9 5 仿真电路图 . 10 6 总结. 10 参考文献. 11 附录 1：总体电路原理图 . 12 附录 2：元器件清单 . 13 1 1 数字钟的设计方案及任务要求 1.1 总体方案设计 数字电子钟是用数字电路实现“时” 、 “分” 、 “秒”数字显示的计时装 置，主要由振荡器、分频器、计数器、译码显示器、校时电路等部分组成。 而数字钟想准确的计时则是由振荡器产生的时脉冲送到分频器，分频电路 将时标信号分成每秒一次的方波信号。秒脉冲发生器产生

3、频率稳定很高的 秒脉冲，秒脉冲被送到一个六十进制秒计数器计数，将计数结果送至秒个 位和十位译码器，译码结果分别由两只七段数码管以十进制数形式显示来。 当秒六十进制计数器累计到第 59 秒时，若再来一个秒脉冲，秒计数器的进 位输出就产生进位脉冲（分计数脉冲），同时，秒计数器的十位和个位都 复位到零。分计数脉冲又被送到分六十进制计数器计数，经译码电路译码 后数码管显示相应的分数。当计满 59 分 59 秒时，若再来一个秒脉冲，则 分计数器便向时计数器送出时计数脉冲，同时，分、秒计数器均复位到零。 时计数器是一个二十四进制计数器，当计数显示 23 时 59 分 59 秒时，若再 来一个秒脉冲，则时、

4、分、秒计数器都应回到零，并显示（00:00:00）表示 已到达午夜零点，第二天开始继续计数。其主要的功能模块如图 1-1 所示。 晶体电路 按键 AT89C2051 驱动 六位数码管显示 选位 图 1-1 系统结构框图 2 1.2 数字钟的任务要求 1. 上电后即显示时钟功能 10：10：00，实现校对功能先短按一次 S1, 按动 S2 小时位加 1，按动 S3 分钟位加 1。 2. 短按二次 S1 实现闹钟功能，显示状态为 22：10：00。按动 S2 则 小时位加 1， 按动 S3 则分钟位加 1。 当按动小时位超过 23 时关闭闹钟功能。 闹铃声为蜂鸣器长鸣 3 秒钟。 短按三次 S1

5、实现倒计时功能, 按动 S2 则从低 位依此显示高位，按动 S3 则相应位加 1。 3. 短按四次实现秒表功能，按动 S2 则开始秒表计时，再次按动 S2 则停止计时。 短按五次实现计数器功能按动 S2 则计数器加 1， 按动 S3 则计 数器清零。 2 AT89C2051 集成芯片及其引脚说明 AT89C2051 是美国 ATMEL 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位集 成芯片，片内含 2k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和 128bytes 的随机数据存储器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、 非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系

6、统，片内置通用 8 位中 央处理器和 Flash 存储单元，AT89C2051 集成芯片在电子类产品中有广泛 的应用。 图 2-1 AT89C2051 2.1 内部结构 AT89C2051 是一带有 2K 字节闪速可编程可擦除只读存储器 3 （EEPROM）的低电压，高性能 8 位 CMOS 微处理器。它采用 ATMEL 的 高密非易失存储技术制造并和工业标准 MCS-51 指令集和引脚结构兼容。 AT89C2051 是一强劲的微型处理器，它对许多嵌入式控制应用提供一定高 度灵活和成本低的解决办法。 2.2 引脚说明 XTAL2 4 RST 1 P1.0 12 P1.1 13 P1.2 14 P1.3 15 P1.4 16 P1.5 17 P1.6 18 P1.7 19 P3.2/INT0 6 P3.3/INT1 7 P3.4/T0 8 P3.5/T1 9 P3.0/RXD 2 P3.1/TXD 3 P3.7 11 XTAL1 5 U1 AT89C2051 图 2-2 AT89C2051