基于单片机电子时钟的设计
绪论
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程计通过对它的学习、应用，以AT80C51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。为实现定时控制以及对外界事件进行计数，在单片机应用系统中，常需要用到实时时钟和计数器。51系列的单片机内部都具有着两种功能，有的型号还具有捕获和监视定时的功能。
51系列的单片机内部都设有两个16位的可编程定时/计数器，可简称为定时器0（T0）和定时器1（T1）。可编程是指其功能如工作方式、定时时间、量程、启动方式等均可由指令来确定和改变。
一般中断系统都伴随着定时/计数器的出现而出现。中断技术是单片机工作中的一项重要技术，在有些场合采用“中断技术”可使单片机的工作更加灵活、效率更高。中断功能是在硬件基础上再配以相应的软件而实现的。不同的单片机其硬件结构和软件指令时不完全相同的，因而中断结构一般是不相同的。但同一系列的单片机即使型号不同，中断系统的基本结构也是类似的，只是中断源个数不完全一样。中断系统大体分为3类中断，即外部中断类（外部中断0和外部中断1）、定时中断类（定时器T0中断、定时器T1中断、定时器T2中断）、串行口中断类（RI或TI）。中断处理过程可分为3个阶段，即中断响应、中断处理和中断返回，所有的单片机的中断都有这样的3个阶段。
本次课程设计还用到了扩充外部中断源的知识，利用定时器扩展的外部中断源法。将计数器设置成计数方式，计数初值设定为满量程，一旦从外部计数引脚输入一个跳变信号，计数器加1产生溢出中断。把外部计数输入端T0（P3.4）或T1（P3.5）作为扩充中断源输入。
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基于单片机电子时钟的设计
第1章单片机概述
1.1单片机的组成及特点
1.1.1单片机的组成
图1-1为单片机的典型组成框图。由图可见，单片机的核心部分是中央处理器CPU，它是单片机的大脑，由它统一指挥和协调各部分的工作。时钟电路用于给单片机提供工作时所需要的时钟信号。程序存储器和数据存储器分别用于存放单片机工作的用户软件和临时数据。中断系统用于处理系统工作时出现的突发事件。定时／计数器用于对时间定时或对外部事件计数。它通过内部总线把计算机的各主要部件连接为一体，其内部总线包括地址总线、数据总线和控制总线。其中，地址总线的作用是为数据交换时提供地址，CPU通过它们将地址输出到存储器或I／O接口；数据总线用于在CPU与存储器或I／O接口之间，或I／O接口与外设之间交换数据；控制总线包括CPU发出的控制信号线和外部送入CPU的应答信号线等。输入输出接口（I／O接口）是计算机与输入输出设备之间的接口。输入输出设备（I／O设备）是计算机与人或其他设备交换信息的装置，如显示器、键盘和打印机等。
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时钟电路 程序存储器 ROM 内部总线 数据存储器 RAM 中央处理器CPU 中断系统 外部中断 内部中断 各种I/O 定时器/计数器CTC 输入输出设备
图1-1.单片机结构框图
1.1.2 单片机的特点
单片机主要特点如下：
（1） 控制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极
丰富的转移指令，I/O口的逻辑操作以及位处理功能。
（2） 集成度高，体积小，有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯
片上， 内部采用总线结构，减少了芯片内部之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采用屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。 （3） 有优异的性能价格比。
（4） 低功耗，低电压，便于生产便携式产品。
（5） 增加了I C（Inter-Integrated Circuit）串行总线方式，SPI（Serial
Peripheral Interface）串行接口等，进一步减小了体积，简化了结构。
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（6） 单片机的系统扩展，系统配置较典型，规范，容易构成各种规模应用系统。
1.2 C51单片机结构及特点
1.2.1 单片机的结构
（一） MCS-51单片机内部的总体硬件结构
8051单片机的内部基本结构，如图1-2所示。
图1-2.C51单片机的内部基本结构
（二） MCS-51单片机的引脚
8051单片机是HMOS工艺制造，外形为40条引脚，如图1-3所示。因为受芯片引脚数量的限制，有很多引脚具有双功能。
1、主电源引脚
VCC ：芯片工作电源端，接＋5V。
Vss：电源接地端。 2、时钟振荡电路引脚
XTAL1：内部晶体振荡电路的反相器输入端。 XTAL2：内部晶体振荡电路的反相器输出端。 3、控制信号引脚
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