科学技术学院
SCIENCE & TECHNOLOGY COLLEGE OF
NANCHANG UNIVERSITY
《工程训练》报告
REPORT ON ENGINEERING TRAINING
题目基于AT89C51单片机的电子时钟设计
学科部、系：
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指导教师：
起讫日期：
目录
前言 (2)
第一章基于AT89C51单片机的电子时钟设计的概述 (3)
第二章各硬件介绍 (4)
2.1 AT89S51的引脚说明 (4)
2.2 发光二极管指示电路设计 (5)
2.3 LCD1602简介 (5)
2.4 DS1302 简介 (6)
2.4.1 引脚功能表及内部结构图 (6)
2.4.2 DS1302 的控制字节说明 (6)
2.4.3 复位 (7)
2.4.4 数据输入输出 (7)
2.4.5 DS1302 的寄存器 (7)
2.5 DS1302 简介 (8)
2.5.1.温度传感器DS18B20 (8)
2.5.2 DS18B20时序 (11)
第三章系统原理 (12)
系统设计 (12)
3.1 晶体振荡器电路 (12)
3.2分频器电路 (13)
3.3 时间计数器电路 (13)
3.4 时钟电路 (13)
3.5 复位电路
3.6复位电路的可靠性设计 (14)
3.7 按键部分 (14)
第四章PCB制作与性能测试分析 (16)
第五章总结 (17)
参考文献 (18)
前言
电子时钟是实现对年，月，日，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，银行大厅等场所，成为人们日常生活中的必需品。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，在此基础上完成的电子时钟精度高，功能易于扩展。可扩展成为诸如定时自动报警、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电路。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字时钟及扩大其应用有着非常现实的意义。本设计就是数字时钟简单的扩展应用。
第一章基于AT89C51单片机的电子时钟设计的概述
本设计以数字集成电路技术为基础，单片机技术为核心。软件设计采用模块化结构，C语言编程。系统通过LCD显示数据，可以显示日期（年、月、日、时、分、秒）以及温度。在内容安排上首先描述系统硬件工作原理，着重介绍了各硬件接口技术和各个接口模块的功能；其次，详细的阐述了程序的各个模块和实现过程。
第二章各硬件介绍
2.1 AT89S51的引脚说明
AT89S51系列单片机中有PDIP，PLCC，TQFP多种封装形式。本设计采用的是PDIP封装40管脚的单片机，各引脚如图2-2所示。
图9 AT89S51的PDIP封装引脚图
Fig.9 AT89S51
40个引脚中， 4组8位共32个I/O口，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，现在对这些引脚的功能加以说明：
复位信号复用脚，当AT89S51通电，时钟电路开始工作，（1）Pin9:RESET/V
pd
在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统开始复位。而RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址单元开始执行程序。
（2）Pin29:PESN当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，外部程序存储器则把指令数据放到P0口上，由CPU读入并执行。
（3）Pin30:ALE/PROG 地址锁存允许信号端。单片机上电后，ALE引脚不断向外输出正脉冲信号， ALE信号可以用作对外输出时钟或定时信号。
程序存储器的内外部选通线，89S51单片机，内置有4kB （4）Pin31:EA/V
pp
的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB地址则读取外部指令数据。如EA为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。
2.2 发光二极管指示电路设计
发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N 区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
设计中，我使用了1个发光二极管作为电源的指示。为了避免供给发光二极管的电流过大，使用1K的电阻进行限流。
2.3 LCD1602简介
图11 LCM1602
Fig.11 LCM1602
LCM1602采用标准的16脚接口，其中: 第1脚：VSS为地电源第2脚：VDD接5V正电源第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K 的电位器调整对比度第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RSRW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据.第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。第15～16脚：空脚
