目 录
摘 要 .................................................................................................... 4 1 电子时钟 ............................................................................................ 6 1.1 电子时钟简介 ............................................................................................... 6 1.2 电子时钟的基本特点 ................................................................................... 6 1.3 电子时钟的原理 ........................................................................................... 6 2 单片机识的相关知识 .......................................................................... 6 2.1 单片机简介 ................................................................................................... 6 2.2 单片机的发展史 ........................................................................................... 7 2.3 单片机的特点 ............................................................................................... 8 2.4 89C51单片机介绍 ....................................................................................... 8 3 控制系统的硬件设计 ........................................................................ 10 3.1 单片机型号的选择 ..................................................................................... 10 3.2 数码管显示工作原理 ................................................................................. 10 3.3 键盘电路设计 ............................................................................................. 11 3.4 整个电路原理图 ......................................................................................... 12 4 控制系统的软件设计 ........................................................................ 12 4.1程序设计 ....................................................................................................... 12 4.2 程序流程图 .................................................................................................. 15 4.3 仿真图 .......................................................................................................... 18 4.4 仿真结果分析 .............................................................................................. 19 5 结束语 ............................................................................................. 19 6 附录 ................................................................................................. 20 参考文献 ............................................................................................... 28
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1 电子时钟
1.1 电子时钟简介
1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，
电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。
1.2 电子时钟的基本特点
现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、
石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。
1.3 电子时钟的原理
该电子时钟由89C51，BUTTON，六段数码管等构成，采用晶振电路作为驱
动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能，按下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功能，达到省电的目的；直接按下不松开，则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则可实现小时的调节，同样每按一次小时加一。
2 单片机识的相关知识
2.1 单片机简介
单片机全称为单片机微型计算机（Single Chip Microsoftcomputer)。从应用
领域来看，单片机主要用来控制，所以又称为微控制器（Microcontroller Unit）或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。
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2.2 单片机的发展史
1 . 4位单片机
1975年，美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS-1000；此后，各
个计算机公司竞相推出四位单片机。日本松下公司的MN1400系列，美国洛克威尔公司的PPS/1系列等。四位单片机的主要应用领域有：PC机的输入装置，电池充电器，运动器材，带液晶显示的音/视频产品控制器，一般家用电器的控制及遥控器，
电子玩具，钟表，计算器，多功能电话等。
2 . 8位单片机 1972年，美国Intel公司首先推出8位微处理器8008，并于1976年9月率
先推出MCS-48系列单片机。在这以后，8位单片机纷纷面市。例如，莫斯特克和仙童公司合作生产的3870系列，摩托罗拉公司生产的6801系列等。随着集成电路工艺水平的提高，一些高性能的8位单片机相继问世。例如，1978年摩托罗拉公司的MC6801系列及齐洛格公司的Z8系列，1979年NEC公司的UPD78XX系列。这类单片机的寻址能力达64KB，片内ROM容量达4--8KB，片内除带有并行I\\O口外，还有串行I\\O口，甚至还有A\\D转化器功能。8位单片机由于功能强，被广泛用于自动化装置、智能仪器仪表、智能接口、过程控制、通信、家用电器等各个领域。
3 . 16位单片机 1983年以后，集成电路的集成度可达几十万只管/片，各系列16位单片机纷纷
面市。这一阶段的代表产品有1983年Intel公司推出的MCS-96系列，1987年Intel推出了80C96，美国国家半导体公司推出的HPC16040，NEC公司推出的783XX系列等。16位单片机主要用于工业控制，智能仪器仪表，便携式设备等场合。
4 . 32位单片机
随着高新技术只智能机器人，光盘驱动器，激光打印机，图像与数据实时处理，
复杂实时控制，网络服务器等领域的应用与发展，20世纪80年代末推出了32位单片机，如Motorlora公司的MC683XX系列，Intel的80960系列，以及近年来流行的ARM系列单片机。32位单片机是单片机的发展趋势，随着技术的发展及开发成本和产品价格的下降，将会与8位单片机并驾齐驱。
5 . 64位单片机
近年来，64位单片机在引擎控制，智能机器人，磁盘控制，语音图像通信，算法密集的实时控制场合已有应用，如英国Inmos公司的Transputer T800是高性能的64位单片机。
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2.3 单片机的特点 1 . 单片机的存储器ROM和RAM时严格区分的。ROM称为程序存储器，
只存放程序，固定常数，及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。
2 . 采用面向控制的指令系统。为满足控制需要，单片机有更强的逻辑控制能
力，特别是单片机具有很强的位处理能力。 3 . 单片机的I/O口通常时多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。 4 . 单片机的外部扩展能力很强。在内部的各种功能部件不能满足应用的需求时，均可在外部进行扩展，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来了很大的方便。
2.4 89C51单片机介绍
VCC：电源。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。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4TTL门电流。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。
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U419XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD39383736353433322122232425262728101112131415161718XTAL29RST293031PSENALEEA12345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51
图2.1 89C51单片机
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，如下表所示：
口管脚 备选功能
P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
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
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