数字钟。
目录。第一章、综述 1
1.1 at89系列单片机 1
1.2 课题研究背景及其意义 1
1.3 硬件环境 2
1.4 软件环境 2
第二章、课程设计说明 2
2.1课程设计目的 2
2.2课程设计要求 2
2.3课程设计内容 3
第三章、时钟显示的工作原理 3
3.1 单片机最小系统的硬件电路原理图 3
3.2数码管硬件电路原理图 4
3.3 复位电路原理图 5
3.4 开关电路原理图 5
3.5 晶振电路原理图 6
第四章、设计的部分内容说明 6
4.1计时功能的实现与中断服务程序 6
4.2设计中运用的指令说明 7
第五章、心得体会 7
第六章、参考文献 8
附录（源程序）： 9
第一章、综述。
1.1 at89系列单片机。
该课程设计中我们选用的芯片是at89c51。at89c51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器（fperom—falsh programmable and erasable read only memory）的低电压，高性能cmos8位微处理器，俗称单片机。at89c2051是一种带2k字节闪烁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100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。
at89c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。
at89c51是一个低电压，高性能cmos 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的flash只读程序存储器和128 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**处理器和flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的at89c51提供了高性价比的解决方案。
at89c51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（i/o）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，at89c51可以按照常规方法进行编程，也可以**编程。其将通用的微处理器和flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的flash存储器可有效地降低开发成本。
1.2 课题研究背景及其意义。
数字钟是采用数字电路实现对。时，分，秒。数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭，车站， 码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表， 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
本作品采用atmel公司的at89c51单片机，以汇编语言为程序设计的基础，设计一个用四位数码管显示时、分的时钟。在实物图中，左边靠近电源的绿色发光二极管（长亮）是电源指示灯，表示的是5v稳定电源工作正常；单片机左下角红色发光二极管是秒灯，每闪烁一次表示时间走动一秒钟；按键正上方绿色发光二极管是设置灯，当时间正常走动时此时不亮，当第一次按下设置键（右键）时，此绿灯亮，同时秒时熄灭，且分钟的两位数码管出现闪烁，时间停止走动，进入校时状态，表示此时可以进行分钟的调整，当按一次加一键（左键）可实现分钟的加一功能，分钟以60分为极限，超出60分则返回数值0，从0再重新算起；如果再次按下设置键时，这时秒灯和设置灯仍旧保持熄灭和点亮状态，表示分钟的数码管停止闪烁，反过来表示小时的两位数码管则开始闪烁，此时可进行小时的调整，按加1键可实现小时的加1功能，小时调整以24为上限，同样超出24小时则从新回0；当第三次按下设置键时，数码管停止闪烁，设置灯熄灭，秒灯重新闪烁，时间以设定值计时。
1.3 硬件环境。
一台完整的电脑，包括键盘、鼠标，最小硬盘空间1ghz，386,486,586及兼容机。640k基本内存，1m以上扩充内存，10m以上的显示内存，时钟电路显示板，usb串行口接线。
1.4 软件环境。
采用的是windows操作系统，keilc51系统软件，用汇编语言进行开发。
第二章、课程设计说明。
2.1课程设计目的。
1．利用所学过的知识，初步分析单片计算机控制系统的能力；
2．综合运用本专业方向所学知识，构成以单片机为核心控制系统的能力；
3．单片计算机控制系统实时软件的设计、 编制与调试的能力；
4．单片计算机控制系统中模拟部件(包括电压及功率放大部件) 以及常规传感部件的使用、调试的能力；
5．单片计算机控制系统综合调整及性能测试的能力；
6．实验结果分析、总结及撰写技术报告的能力。
2.2课程设计要求。
1.掌握单片机最小系统的电路原理图；
2.熟知单片机的工作原理；
3.分小组共同编辑、编译软件；
4.调试要求： 1）数码管显示当前的时间值；
2）时间精度为0.5秒，由时、分、秒之间的分隔点闪烁体现；
3）四个按钮，p1.0用作“时”的设定、p1.1用作“分”的设定、p1.2用作“秒”的设定；p1.3用作复位的设定。
5.独立完成课程设计报告（必须有完整的源程序。
2.3课程设计内容。
利用单片机定时器制作数字时钟并可以实现时钟的控制。
1）制作数字时钟系统。
2）可以控制时钟电路，p1.0选择控制时，分，秒，p1.1对时，分，秒进行自加。
3）灯的亮灭显示控制端，p3.7口黄灯亮表示控制时，p3.3口红灯亮表示控制分，红灯、黄灯一起亮表示控制秒。
4）闪烁显示时钟。
5）调试数字时钟。
2）撰写课程设计报告。
第三章、时钟显示的工作原理。
3.1 单片机最小系统的硬件电路原理图。
图1 单片机电路原理图。
发光二极管导通时，产生一个正向的工作电流if，工作电流根据发光二极管的材料、功率等不同，额定电流一般在10～40ma左右，发光二极管导通时的正向压降vf比较大，一般为1.5～3v(普通硅二极管约为0.7v)。
因此在正常使用中，为了保证发光二极管在电源电压v的作用下管子的工作电流不超过额定值，必须给发光二极管串联一只限流电阻r，r的阻值可由下式算出：r＝（v-vf）/if。其中v为工作电源电压，vf为发光二极管的正向压降，if为额定工作电流。
从上面原理图1可知，当单片机的p1.7输出低电平（0v）时，有正向工作电流流过发光二极管，发光二极管就亮；相反，当p1.7输出高电平（5v）时，发光二极管没有足够电压差产生工作电流，此时发光二极管不亮。
因此，程序中只需交替让单片机的p1.7输出低电平“0”和高电平“1”就可以让发光二极管闪烁发光。
3.2数码管硬件电路原理图。
图2 数码管及配件电路图。
数码管管脚图说明：
0.5寸单联共阴高亮红色数码管。
数字对应数码管显示控制转换字节（共阴编码）
显示－－hgfe,dcba－－编码。
0 －－0011,1111－－0x3f;
1 －－0000,0110－－0x06;
2 －－0101,1011－－0x5b;
3 －－0100,1111－－0x4f;
4 －－0110,0110－－0x66;
5 －－0110,1101－－0x6d;
6 －－0111,1101－－0x7d;
7 －－0000,0111－－0x07;
8 －－0111,1111－－0x7f;
9 －－0110,1111－－0x6f;
共阳为编码取反即可，接线为高低端口对应接法。
备注：第一脚的识别很简单，看管脚的底部，有一个方块型的就是第一脚。或者正面（就是显示那面）朝你，左下角第一个为第一脚。
3.3 复位电路原理图。
图3 复位电路原理图。
当8051的ale及/psen两引脚输出高电平，rst引脚高电平到时，单片机复位。rst/vpd端的高电平，若直接由启动瞬间产生，则为启动复位，若通过按动按钮产生高电平复位称手动复位。图中，上电时，接通电源，电容器c相当于瞬间短路，+5v加到了rst/vpd端，该高电平使8051全机复位。
若运行过程中，需要程序从头执行，只需按动按钮s，则直接把+5v加到了rst/vpd端，从而复位。显然，该电路即可以上电复位，也可以手动复位，是常用复位电路之一。
3.4 开关电路原理图。
图4 开关电路原理图。
图为一开关电路，按键sb1是系统开机键，当其按下，使v15导通，v14基极被拉低，v14导通，系统通电。单片机两个管脚与power_on、power_keep两处相连，当单片机上电后，power_keep上输出高电平，保持v15处于导通状态，整个系统供电正常。power_on管脚用于定时检测sb1按键按下的时间长度，1s、2s、3s对应不同的工作状态，此时sb1作为功能键。
sb2作为系统关机键，按下后v15截止，系统断电整个电路其实也挺简单的了，不过总觉得按键sb2有些浪费，作为一个产品结构空间有限时，不允许这样的设计浪费，所以想把sb2解放出来另作功能键，而用sb1作为开关机键。在目前的电路上，如果直接去掉sb2，用sb1定时按下使单片机。
在power_keep处输出一个低电平，让系统断电。但有人说这样系统关机不可靠，大家分析一下是否真的不可靠？我觉得这个关机电平是低电平，所以单片机断电后管脚上电平不会突变，低电平关机应该是可靠的吧。
3.5晶振电路原理图。
图5 晶振电路原理图。
第四章、设计的部分内容说明。
4.1计时功能的实现与中断服务程序。
时间的运行依靠定时中断子程序对时钟单元数值进位调整来实现的。计数器t0打开后，进入计时，满100毫秒后，重装定时。中断一次，满一秒后秒进位，满60秒后即为1分钟，分钟单元进位，60分到了后，时单元进位，24小时满后，天单元进位。
这样然后根据进率，得到时、分、秒存储单元的值，并经译码后，通过扫描程序送led中显示出来，实现时钟计时功能。
累加是用指令inc来实现的。进入中断服务程序以后，执行push psw和push a将程序状态寄存器psw的内容和累加器a中的数据保存起来，这便是所谓的保护现场？ .
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