目录摘要 (1)第一章系统概述 (2)1.1引言 (2)1.2单片机AT89C51介绍 (2)1.2.1组成 (2)1.2.2主要特性： (3)1.2.3管脚说明 (3)1.3时钟芯片DS1302 (5)1.3.1芯片简介 (5)1.3.2DS1302的结构及引脚说明 (5)1.3.3地址/命令字节和寄存器格式定义 (6)1.3.4读写操作时序 (6)第二章系统设计 (8)2.1开发目的 (8)2.2题目分析 (8)2.3设计思想 (8)第三章设计流程图 (9)3.1硬件设计 (9)3.1.1 显示电路的设计 (9)3.1.2 显示驱动电路的设计 (10)3.1.3 电源电路的设计 (10)3.1.4 复位及晶体振荡电路 (10)3.1.5 键盘电路 (10)3.1.6 整点报时和闹钟电路 (10)3.1.7 看门狗电路 (10)3.2软件设计 (11)3.2.1 系统流程图 (11)3.2.2 日期程序设计 (11)3.2.3 时间调整程序设计 (12)第四章原程序代码 (15)第五章课程设计结果总结： (26)第六章参考资料及参考文献： (26)附录：总设计电路图 (27)摘要本电子钟以AT89C51单片机为核心，通过软硬件相结合的方法，控制LED 数码管输出，可以显示年、月、日、时、分、秒、星期，同时还具有整点语音报时及定时闹钟的功能。

系统内置了时钟芯片DS1302，保证了在断电后计时不受影响。

该电子钟硬件电路简单，时间调整方便，软件设计灵活、可靠，加入了“看门狗”电路，增强了系统的抗干扰能力。

关键词AT89C51，DS1302，“看门狗”ABSTRACTThis electronic clock is based on MCU AT89C51, it controls LED to display YEAR, MONTH, DAY, HOUR, MINUTE, SECOND and WEEK through software and hardware method, it can also give the correct time and alarm. The system have a clock chip DS1302 which assure the system will not influenced after power is cut off. The hardware circuit is simple, time modulation is convenient, software design is vivid and credibility. "WATCH DOG" circuit strengthen the anti- interference ability of the system.KEYWORDS AT89C51,DS1302,“WATCH DOG”第一章系统概述1.1引言数字钟是一种应用广泛的日常计时工具，广泛用于家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站、广场等场所。

LED数字显示的时钟清晰直观、走时准确、在夜间也可以显示而且成本低廉。

该设计以51单片机为核心，充分利用单片机的资源，加上时钟模块、显示模块和键盘接口三大块外围电路，再配合软件程序的设计，增强了整体系统的稳定性。

该数字钟实现了显示年、月、日、时、分、秒、星期的功能，而且调节十分方便，时钟芯片的使用保证了系统在断电时能继续工作，音乐芯片的使用使系统具有整点语音报时和闹钟的功能。

1.2单片机AT89C51介绍AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K字节的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128字节的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术产生，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大，由于将多功能8位CPU和Flash存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，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。

其总线型DIP40引脚封装图如图1－1所示。

图1－1 总线型引脚封装图1.2.1组成(1)CPU系统8位CPU，含布尔处理器时钟电路总线控制逻辑(2)存储器系统4K字节的程序存储器（可外扩至64K）128字节的数据存储器（可再外扩64K）特殊功能寄存器SFR(3)I/O口和其它功能单元4个并行I/O口2个16位定时/计数器1个全双工异步串行口中断系统（5个中断源、2个优先级）1.2.2主要特性：与MCS-51产品指令系统完全兼容4K字节可重复擦写Flash存储器1000次擦写周期，数据保留时间为10年三级程序存储器锁定128×8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器6个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式全静态工作方式：0～24MHz1.2.3管脚说明VCC：供电电压GND：接地P0口：P0口为一个8位漏级开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。

作为输出口每脚可吸收8个TTL门电路。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻抗输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TTL门电路。

P1口管脚写入“1”后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如表1－1所示。

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

PSEN：外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

EA/VPP：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

1.3时钟芯片DS13021.3.1芯片简介DS1302是美国DALLAS公司开发的串行实时时钟/日历芯片。

它可以产生秒、分、时、日、月、星期及年等七个时标，并能够进行闰年调整，日历有效至2100年。

芯片具有主工作电源掉电情况下的时钟保护电路和备份电源自动切换控制电路。

片内具有31个字节静态RAM，可用来保存重要数据。

该芯片采用串行I/O接口方式。

另外，在读写时钟或RAM数据时，可采用单字节或多字节(串模式)方式传送数据。

它可在低功率情况下工作，在小于1mW时也可保持数据和时钟信息。

由于具备体积小、功耗低、接口容易、占用CPU I/O口线少、遇闰年自动修正，该芯片被广泛应用于智能化仪仪表中。

DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三条口线：RES，I/O数据线和SCLK 串行时钟DS1302的特征如下：31字节带后备电池的RAM用于数据存储串行I/O口，管脚数量少宽范围工作电压：2．0～5．5v工作电压2.0V时，电流小于300nA读／写时钟或RAM数据时有两种传送方式：单字节传送和突发模式传送8脚DIP封装或其他可选封装方式简单的3线接口与TTL 兼容(Vcc=5v)可选工业级温度范围：－40℃～+85℃与DS1202兼容1.3.2DS1302的结构及引脚说明DS1302内部主要包括实时时钟(REAL TIME CLOCK)、输入移位寄存器(INPUT SHIIFI' REGISTERS)、31字节静态RAM、电源控制部分(POWERCONTROL)、命令控制逻辑( COMMAND AND CONTROL LOGIC )、振荡器和分频器( OSCILLATOR AND DIVIDER)等部分。

DS1302具有8脚DIP和SOIC封装形式，其引脚排列如图1－2所示。

图1－2 DS1302引脚图其中1脚Vcc2和8脚Vccl为电源电压引脚，单电源供电时接Vcc 1脚，双电源供电时，主工作电源接Vcc2脚，备份电源接Vcc 1脚，备份电源可采用镉一镍充电电池，也可用1微法以上的大容量电容代替。

芯片具有可编程选择的对备份电池进行微电流充电的功能，有效延长了备份电池的使用寿命。

若启用芯片内部的微电流充电器，则在主工作电源正常工作时，由主工作电源向充电电池充电。

备份电池电压应略低于主工作电源电压，在系统掉电的情况下，则由备份电池向系统供电，以保证时钟正常运行，并保持时钟/日历信息和31个字节静态RAM中的重要数据信息不丢失；2脚X1和3脚X2为32.768KHz晶振引脚；5脚RST为复位端，若其被置为低电平，则中止所有数据传送，I/O脚变为高阻态，系统复位；6脚I/O为数据输人/输出端；7脚SCLK为串行时钟输入端，所有地址l命令字节和数据字节都是在时钟SCLK的同步控制下从U0脚串行输入输出的。