毕业综合实训概述实训目的：对单片机电子时钟的制作及设计原理的掌握，利用本次实训对所学的理论课程进行实际论证，更好的掌握理论知识。

能够更好的运用在实践当中。

实训时间：2015年9月21日-2015年11月8日实训要求：1.独立完成实物的制作及理解设计原理；2.分析及制作程序流程图；3. 绘制电路图；4.了解个元器件在电路中的作用。

目录1 引言 (1)1.1选题背景 (1)1.2设计原理 (1)1.3单片机简介 (2)1.4单片机的发展历史 (2)1.5单片机的应用领域及发展趋势 (2)2 方案议论 (5)2.1 设计要求 (5)2.2 系统描述 (5)2.3 设计方案 (5)2.3.1 集成电路 (5)2.3.2 单片机的最小系统 (6)2.3.3结论 (7)3 硬件设计 (8)3.1硬件结构 (8)3.2中心控制模块 (8)3.3电源模块 (11)3.4控制电路 (12)3.5复位电路 (12)4软件设计 (15)4.1电子时钟的设计原理 (15)4.2 软件设计流程 (15)5 总结 (17)致谢 (18)参考文献 (18)附录电子时钟程序 (19)1 引言1.1选题背景单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（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。

单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

INTEL的8080是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是8位或4位的。

其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列单片机系统。

因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。

尽管2000年以后ARM 已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机，直到现在基于8051的单片机还在广泛的使用。

现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。

手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。

汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作！利用单片机实现电子时钟有很多优点，例如外部电路简单，控制方便等，因而备受广大单片机爱好者的喜爱。

通过电子时钟的制作方案，掌握C语言的编程方法。

并熟练的运用89S52单片机定时器准确的实现时间的递进，按下按键可以设置时间，最重要的是自己还可以通过程序设计输入自己需要的定点时间。

1.2设计原理通过单片机对时间准确的控制，实现时间的递进。

定时器：时钟周期T是时序中最小的时间单位，具体计算的方法是1/时钟源频率，我们KST-52单片机开发板上用的晶振是11.0592M，那么我们对于这个单片机系统来说，时钟周期=1/11059200秒。

1.3单片机简介单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。

它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但储存量小，输入输出接口简单，功能较低。

1.4单片机的发展历史单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。

其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列MCU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。

高端的32位Soc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。

1.5单片机的应用领域及发展趋势单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴：（1）在智能仪器仪表的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

例如精密的测量设备（功率计、示波器、各种分析仪）。

（2）在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从洗衣机、电冰箱、空调机、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。

（3）在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。

例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

（4）在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。

单片机的发展趋势现在可以说是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供了广阔的天地。

纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：（1）微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器（CPU）、随机存取数据存储（RAM）、只读程序存储器（ROM）、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW（脉宽调制电路）、WDT（看门狗）、有些单片机将LCD（液晶）驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。

此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。

现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD （表面封装）越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

（2）低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS （互补金属氧化物半导体工艺）。

像80C51就采用了HMOS（即高密度金属氧化物半导体工艺）和CHMOS（互补高密度金属氧化物半导体工艺）。

CMOS虽然功耗低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于要求低功耗像电池供电的应用场合。

所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。

2 方案议论2.1 设计要求具体的设计要求应该满足以下功能：2.1.1硬件方面：(1)可以通过按键进行初始时间的设定；(2)可以通过按键对时间的调整；(3)可以通过按键进行定时及蜂鸣；(4) 可以进行自动调整时间。

2.2.2软件方面：(1)系统中外的各器件的初始化工作均在主程序中完成，其次，要设计如何调用显示子程序以及时间运行程序。

(2)在实际的控制过程中，常要求有实时时钟，以实现定时或延时控制所以需要此类中断服务程序。

2.2 系统描述本课题主要任务是利用单片机等部件设计一个电子时钟，实现时间的递进，以及通过按键的控制实现上叙述的功能。

本文分析基于AT89C52单片机的电子时钟的硬件电路和软件设计，具体过程包括数据处理子程序的设计，显示子程序的设计。

2.3 设计方案2.3.1 集成电路集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。

采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。

它在电路中用字母“IC”表示。

集成电路发明者为杰克·基尔比（基于硅的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于锗的集成电路）。

当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

2.3.2 单片机的最小系统在设计的时候我们了解了2款芯片，AT89C51和AT89C52。

下面是2款芯片的简介:AT89C51：是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

该器件采用ATMEL高密度非易失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。

AT89C51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。

主要功能特性：（1）与MCS-51 兼容；（2）4K字节可编程FLASH存储器；（3）全静态工作：0Hz-24MHz；（4）128×8位内部RAM；（5）两个16位定时器/计数器；（6）5个中断源；（7）可编程串行通道；（8)低功耗的闲置和掉电模式；AT89C52：是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（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指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89S52单片机在电子行业中有着广泛的应用。