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摘 要

：本文设计了一个多功能数字电子钟，除了具有显示、校准的基本功能之外，还设计了在整点报时时，有花样流水灯闪烁的功能。设计以AT89C51单片机作为控制芯片，显示采用8位8段共阴极数码管，首先利用PROTUES软件，完成硬件电路的搭建；其次，在KEIL C中完成程序的编写与调试，并生成HEX可执行文件；最后，在PROTUES软件中完成设计的仿真，验证了设计的正确性。

关键词：花样流水灯，AT89C51，PROTUES，KEIL C，仿真

Abstract：This paper designed a multi-function digital electronic clock, besides has the basic function of the display, calibration, also designed the newspaper on the hour, has the function of the water lights flashing pattern. Design is AT89C51 single chip microcomputer as control chip, according to the eight 8 segments common cathode digital tube, first using PROTUES software, completed the construction of the hardware circuit; Second, in the KEIL C to complete the writing of the program and debugging, and generate a HEX executable file. Finally, the simulation done in PROTUES software design, verify the validity of the design.

Keywords：Figure running water light ，AT89C51，PROTUES，KEIL C，The simulation

目 录

1 绪论 3

1.1 课题背景 3

1.2 课题意义 3

2 系统框图与功能 4

2.1 多功能数字电子钟的系统构成图 4

2.2 多功能数字电子钟的功能 5

3 系统硬件设计 5

3.1 实验板电路原理图 5

3.2 功能电路分析 5

3.3 芯片简介 9

4 系统软件设计 11

4.1 系统软件组成整体框图 11

4.2 按键程序设计与说明 11

4.3 显示子程序的设计与说明 12

4.4 数码管显示函数 12

4.5 定时器中断子程序 13

4.6 花样流水灯程序 14

参 考 文 献 18

致 谢 19

附录一 20

1 绪论

1.1 课题背景

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。随着生活水平的提高，每一个人对于时间的把握也越来越高，而传统的时钟已经不能满足人们的需要，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。有时忘记了在这个时间段要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦是重要事情，可能会导致严重的后果。而多功能数字电子钟小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费者的喜爱。

1.2 课题意义

机械表因制作的质量有高低及表内部的机芯易受地心引力的影响而产生误差。通常机械表的误差是以每天差多少秒来计算的。所以一款能准确的、直观的体现时间的数字时钟就此出现。数字时钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。一般的设计方法有两种，一是利用组合逻辑电路和时序电路等中小规模集成电路来设计；一是利用单片机编程技术来设计。而我的这一设计就是运用的单片机编程技术。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，电子钟利用数字电路来显示秒，分，时的计时装置，具有走时准确，显示直观，无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。

2 系统框图与功能

2.1 多功能数字电子钟的系统构成图

数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。图1所示为数字时钟的系统构成图。

图2-1 数字时钟的系统构成图

一、晶体振荡器电路：晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768HZ的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。

二、复位电路：对电路进行复位，确认。

三、按键电路：按键电路可以对数字时钟的显示进行调整，有“小时加一”、“小时减一”、“分钟加一”、“分钟减一”等功能按键。

四、时间计数器电路：时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，此过程由单片机AT89C51内部完成。

五、译码驱动电路：译码驱动电路是将单片机AT89C51传输过来的六位电信号转化为数码管所需要的逻辑状态。

六、锁存电路：因为此设计只是用了一个译码器，所以使用数码管的动态显示，锁存电路就是将传输过来的信号进行保存。

七、整点报时电路：一般时钟都应具备整点报时电路功能，即在时间出现整点时，数字钟会自动报时，以示提醒，其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波，较复杂的也可以是实时语音提示。

2.2 多功能数字电子钟的功能

该电路基本功能：

1.具有时、分、秒的十进制数字显示的计时器。

2.具有手动校时、校分的功能。

3.具有整点报时的功能。

该电路扩展功能：

1.花样流水灯电路提示功能

2.整点报时发光提示功能

3 系统硬件设计

3.1 实验板电路原理图

图3-1 实验板电路原理图

3.2 功能电路分析

3.2.1 晶体振荡器电路

晶振电路两端分别接单片机的XTAL1和XTAL2两口；具体如图

图3-2 晶体振荡器电路

3.2.2 复位电路

AT89C51的外部复位电路通过按键电平复位电路来实现。通过RST端经电阻与电源VCC接通来实现，具体电路图如图:

图3-3 复位电路

3.2.3 整点报时与花样流水灯电路

这个数字时钟具有整点报时的功能，具体电路如图:

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