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2024年5月31日发(作者：)
课题名称 基于51单片机的智能定时控制器系统设计
学生姓名
专 业 应用电子技术 班级 10电子（2）班
学号
教研室主任 系部主任
指导教师
发放日期
一、课题条件：
- 1 -
课题性质 工程应用
毕业设计（论文）任务书
基于51单片机的智能定时控制器系统设计
毕 业 设 计 （论 文）
随着电子工业的发展，数字电子技术已经深入到了人们生活的各个层面，各种各样
的电子产品也正在日新月异地向着高精尖技术发展。数字电子时钟是一种用数字电路技
术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机
烁一次）。
2、
3、
可手动设定时间。
并伴有蜂鸣声，作为开机/重启提醒，此时绿色指示灯灭。10S后红色指示灯灭，若光线较
强则绿色指示灯亮，若光线较弱则绿色指示灯亮度减半进入节能模式。
三、计划进度：
1. 资料的收集撰写开题报告 6月20日至9月8日
2. 方案设计 9月9日至9月15日
3. 电路的设计指标分析与确定；后期的电路优化元器件的选择与参数确定9月16日
5. 毕业设计答辩11月15 日至11月20日
四、主要参考文献：
a)
b)
c)
d)
指导教师
年 月 日
b)何宏主编.单片机原理与接口技术.北京：国防工业出版社.2006.07
c)杨西明,朱骐主编.单片机编程与应用入门.北京:机械工业出版社.2004.06
d)先锋工作室编著.单片机程序设计实例.北京:清华大学出版社.2003.01
- 2 -
康光华主编.电子技术基础.北京：高等教育出版社，1999.6
4. 毕业设计论文的修改、完善 11月3日至11月10日
至11月2日
（系）教研室主任
年 月 日
3、 具有整点报时功能（四短一长），可自行设定报时时间段；
开机流程：系统有红色和蓝色指示灯，上电10S内，每秒红色指示灯闪烁一次，
1、时间显示：用4位数码管显示当前小时和分钟，秒功能用两LED灯代替（每秒闪
二、毕业论文（设计）主要内容：
械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
本次设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个简易的电子时钟，它由5V直
语言编程。整个电子钟系统能完成时间的显示，调时，定时闹钟，报警等功能。
本设计是以ATMEL公司的AT89C51单片机芯片为系统核心的智能定时控制器设计，论文具
体描述了设计的系统硬件和软件的具体实现过程。智能定时控制器在硬件、软件设计上均采用模块化
的方法，使得在设计 和调试方面取得很大的方便。论文重点阐述了数字钟硬件中MCU模块、按键模
块、显示模块等相关模块的模块化设计及制作；软件同样采用模块化的设计，包括中断模块、时间调
整模块等设计，并采用简单流通性强的C语言编写实现。本设计实现
- 3 -
描显示。通过LED能够比较准确显示时、分。三个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用汇编
流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用四个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫
摘 要
了年、月、日及时、分、秒的
显示和时间修改的功能。通过对比实际的智能定时控制器，查找出误差的来源，确定调整误差的方法，
尽可能的减少误差，使得系统可以达到实际智能定时控制器的允许误差范围内，取得了设计的预期效
果。
2设计方案............................................................................................................................................................6
2.1.要求功能………………………………………………………………………………..6
2.2.单片机芯片……………………………………………………………………………..6
2.3显示模块………………………………………………………………………………...7
2.4时钟芯片的选择………………………………………………………………………...7
2.5电路设计方案确定……………………………………………………………………...8
- 4 -
3单片机内部结构概述…………………………………………………………………………………………8
1概 述................................................................................................................................................................6
摘 要...............................................................................................................................................................4
目 录
关键词：AT89C51 数码管 模块化 数字钟
3.1AT89C51单片机………………………………………………………………………….8
3.2单片机的定时/中断系
统………………………………………………………………10
3.3显示系
4硬件电路设计………………………………………………………………………………………………..12
4.1硬件系统设计的概
4.2报警电
路………………………………………………………………………………..13
路………………………………………………………………………………..14
4.4电源设
计……………………………………………………………………………......15
4.5单片机最小系
4.5.1单片机的复位电路..................................................................................................................16
4.5.2单片机系统的晶振电路..........................................................................................................17
4.6主电路设
5 主程序和中断程序设计.....................................................19
5.1主程
序………………………………………………………………………………..21
6系统调试..........................................................................................................................................................22
6.1软件调试概
述…………………………………………………………………………..22
6.2软件调
试………………………………………………………………………………..22
- 5 -
结 论.............................................................................................................................................................24
5.2中断程
序…………………………………………………………………………………..19
计……………………………………………………………………………..18
统………………………………………………………………………..16
4.3按键电
述…………………………………………………………………..12
统………………………………………………………………………………..12
致 谢.............................................................................................................................................................25
参 考 文 献
....................................................................................................................................................26
1概 述
随着产业结构的不断调整、生产工艺的飞速发展、人们生活水平的不断提高及家用电器的逐渐普
及, 市场对定时控制系统的需求越来越大. 如, 定时自动报警、定时自动打铃、定时开关烘箱、定时
通断动力设备以及各种电气的定时启动等都属于定时控制系统[ 1] . 定时控制系统的实现方法很多,
本文主要介绍以80C51 系列单片机中的AT89C51 为核心的智能定时控制系统的设计实现方式. 80C51
系列单片机进入市场时间早, 总线开放, 仿真开发设备多, 芯片及其开发价格低廉、速度较快、电磁
兼容性较好. 本文所述智能时钟控制系统主要包括时钟显示、时间校正、闹铃设置及各种设备定时开
关机( 可扩展功能) 等功能. 实时日历和时钟显示的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件
以具有人性化的操作和直观的显示效果。软件方面主要包括时钟程序、键盘程序，显示程序等。
本系统以单片机的汇编语言进行软件设计，为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，
成后，在keil2软件中进行调试，确定没有问题后，在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真在日新
月异的21世纪里，家用电子产品得到了迅速发展。许多家电设备都趋于人性化、智能化，这些电器设
备大部分都含有CPU控制器或者是单品具有便携实用，操作简单的特点。[出售10元2000个财富值，
足够大学4年的使用。+威信（mk6689866）。]
感谢您对我们的信任.已帮助１８００多名毕业生完成毕业设计，顺利通过毕业.
在本工作室定做，请认真阅读以下注意事项:
1.承接毕业设计/论文类型[专科/本科/工硕]
1.2.电子|通信|电力|电气|机电|自动化类
1.3.图像处理类/地理信息GIS类
2.认真如实填写论文定做报表。因为我们是根据你的定做需求收费，并按此需求，作为毕业设计
制作完成时验收的依据.
3.填写完成后。＋ｑｑ或发邮箱
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1.1 PLC毕业设计,单片机毕业设计
使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，以便更简单地实现调整时间及日期显示功能。所有程序编写完
部分主要由AT89S52单片机，LED显示电路，以及调时按键电路等组成，系统通过LED显示数据，所
请发至邮箱:１０４６９０８５４７@ｑｑ．ｃｏｍ 我们将在一日之内回复你，并与你联系.
2设计方案
2.1.要求功能
2、 可手动设定时间。
3、 开机流程：系统有红色和蓝色指示灯，上电10S内，每秒红色指示灯闪烁一次，并伴有蜂鸣声，
作为开机/重启提醒，此时绿色指示灯灭。10S后红色指示灯灭，若光线较强则绿色指示灯亮，若光线
较弱则绿色指示灯亮度减半进入节能模式。
4、具有整点报时功能（四短一长），可自行设定报时时间段；
2.2.单片机芯片
方案一:
工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当
在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插
会对芯片造成一定的损坏。
方案二:
采用AT89c51,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片
机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，
2.3显示模块
方案一：
采用LED液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,但
是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LED液晶显示屏。
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次拔插，所以不会对芯片造成损坏。所以选择采用AT89S52作为主控制系统.
当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多
采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压
1、 时间显示：用4位数码管显示当前小时和分钟，秒功能用两LED灯代替（每秒闪烁一次）。
方案二：
采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,
如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示。
采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连
接时,占用的单片机口线少。
所以采用了LED数码管作为显示。
方案一：采用实时时钟芯片
直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减
少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。
利用AT89s51内部定时进行中断，配合软件延时实现时、分、秒的计时，该方案节约成本，且能综合
运用知识
2.5电路设计方案确定
综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 以单片机AT89C51为主控制器，采用单片机内部定时、
行列式键盘和动态LED显示
方案二：软件控制：
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2.4时钟芯片的选择
方案三：
3单片机内部结构概述
3.1AT89C51单片机
AT89C51是一种低功耗、性存储器技术制造， 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看
门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，
片内晶振及时钟电路。另外，AT89C51 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空
内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
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80C51：40个引脚双排直插DIP封装,大致可分为3类：电源及时钟、控制和I/O引脚。
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脚图
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闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM
图3.1 89C51单片机引
图3.2 单片机片内结构图: 由如下功能部件组成：
对图3.2中的片内各部件做简单介绍。
（微处理器）
2.数据存储器（RAM） 片内为128个字节（52子系列的为256个字节）
3.程序存储器（ROM/EPROM） 89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K 字节闪存。
4. 4个并行可编程的8位I/O口 P1口、P2口、P3口、P0口
5. 串行口1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式。
6. 定时器/计数器
7. 中断系统
8. 特殊功能寄存器（SFR）共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。CPU对各种功能部件的控
3.2单片机的定时/中断系统
51内部集成定时/计数器的基本特征：
可以设置为定时或者计数器工作。
有多种可选的工作模式，通过SFR-TMOD选择使用。
对应两个中断源，可用中断处理。
主要作用: 对外部脉冲计数、产生精确定时时间、作串行口的波特率发生器。
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51系列单片机内部提供2个16位的递增定时/计数器T0和T1。
图3.3 89C51单片机功能结构
制是采用特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）的集中控制方式。
图3.5 T0、T1的结构
- 10 -
TMOD寄存器的M1,M0位设置四种工作方式
模式0：13位定时/计数器 计数寄存器：THx和TLx低5位
最大计数值：2
13
：
模式1：16位定时/计数器 计数寄存器：THx和TLx
最大计数值：2
16
模式2: 8位自动重载定时/计数器 计数寄存器：TLX
计数初值重载寄存器：THX
最大计数值2
8
模式3：仅T0可用，将T0拆为两个独立8位定时器
80C51的中断源
外部中断0（INT0）
外部中断1（INT1）
T0溢出中断（TF0）
T1溢出中断（TF1）
串行口中断（RI或TI）
触发方式设置及中断标志
7
TCONTF1
6
TR1
5
TF0
4
TR0
3
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2
1
IE0
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IE1IT1
外部中断标志IE1、IE0（用IEx表示）
边沿方式（ITx=1），INTx引脚负跳变时IEx=1，响应中断后IEx自动清0。
同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队，
由中断系统硬件确定的自然优先级形成，其排列如所示：
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电平方式（ITX=0），INTx引脚低电平时IEx=1，响应中断后IEx不自动清0（INTx引脚状态）。
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0
IT0
字节地址：88H
LED显示器由若干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个笔画或一个点就发光。
控制相应的管导通，就能显示出对应字符。各段LED显示器需要由驱动电路驱动。在七段LED显示器
极显示器，用低电平驱动；将阴极连在一起的叫共阴极显示器，用高电平驱动。
静态显示就是每一个显示器各笔画段都要独占具有一个锁存功能的输出口线，CPU把要显示的字
为各笔画段借口具有锁存功能，显示的内容也不会消失。[出售10元2000个财富值，足够大学4年的
使用。+威信（mk6689866）。]
感谢您对我们的信任.已帮助１８００多名毕业生完成毕业设计，顺利通过毕业.
在本工作室定做，请认真阅读以下注意事项:
1.承接毕业设计/论文类型[专科/本科/工硕]
1.1 PLC毕业设计,单片机毕业设计
1.2.电子|通信|电力|电气|机电|自动化类
1.3.图像处理类/地理信息GIS类
制作完成时验收的依据.
3.填写完成后。＋ｑｑ或发邮箱
输出和串行输出两种方式。在本系统中数码管使用共阴极接法而且是用动态显示。本设计利用一个4
位七段数码管显示时钟结果。
动态显示是指显示器显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地导通或截止。静态显示有并行
请发至邮箱:１０４６９０８５４７@ｑｑ．ｃｏｍ 我们将在一日之内回复你，并与你联系.
2.认真如实填写论文定做报表。因为我们是根据你的定做需求收费，并按此需求，作为毕业设计
4.1硬件系统设计的概述
本电路是由AT89C51单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作；时钟
- 12 -
4硬件电路设计
形代码送到输出口上，就可以使显示器上显示所需的数字或符号，此后，即使CPU不在去访问它，因
中，通常将各段发光二极管的阴极或阳极连在一起作为公共端。将各段发光二极管连在一起的叫共阳
3.3显示系统
电路由DS1302提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、
时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通
信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31*8的用于临
动态扫描显示方式对数字的显示。硬件的结构和可靠性直接影响着整个系统的可靠性，所以合理的安
排电路能提高电子产品的性能。
整体电路设计框图
时钟电路
AT89C5
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LED数码管显
示电路
模块
b
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电源电路
1主控制
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框图介绍了智能定时控制器系统设计的主要组成部分，系统主要分成核心芯片AT89C51单片机、
电源模块、时钟模块、报警模块、复位电路模块、键盘输入模块以及LED数码管显示模块等七大模块，
很好的实现了智能定时控制器的一些主要功能。
本电路是由AT89C51单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作。采用
内部时钟的驱动方式来驱动AT89C51单片机工作，内部复位的方式使系统的外围电路更加简单，减少
了硬件的损耗，利用俩个不同颜色的发光二极管来表示秒钟，其他的显示电路部分由一个4位7段数
实现了智能定时控制器的一些主要功能：
4.2报警电路
码管构成，使用动态扫描显示方式对数字的显示，整个系统具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，
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图4.1电路设计框图
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复位电路
键盘模块
报警模块
功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；显示部份由15个数码管，74Hs138、74ls244构成。使用
时性存放数据的RAM寄存器。可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低
蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一
定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，
因此需要增加一个电流放大的电路。S51增强型单片机实验板通过一个三极管C8550来放大驱动蜂鸣
图4.2 蜂鸣器驱动电路
如图3.6所示，蜂鸣器的正极接到VCC（＋5V）电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E，
三极管的基级B经过限流电阻R1后由单片机的P3.7引脚控制，当P3.7输出高电平时，三极管T1截
回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制P3.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。程序中改
变单片机P3.7引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调的声音。
另外，改变P3.7输出电平则可以控制蜂鸣器的声音大小，这些我们都可以通过实验来显示报警器电路
模块。
形一个负脉冲。闭合和释放过程都要经过一定的过程才能达到稳定。 这一过程是处于高、低
电平之间的一种不稳定状态，称为抖动。抖动的持续时间长 短与开关的机械特性有关，一般
在5—10ms之间。为了避免CPU多次处理按键的一 次闭合，应采用措施消除抖动。本文采用
的是独立式按键，直接用I/O口线构成单 个按键电路，每个按键占用一条I/O口线，每个按键的
工作状态不会产生相互影响。
按键的开关状态通过一定的电路转换为高、低电平状态。按键闭合过程在相应 的I/O端口
4.3按键电路
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止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P3.7输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成
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器，原理图见下面图4.6：
在这里因设计分工和侧重点不同，电源模块用通用的5v变压器。
从图上看220V交流电经过一个变压器进行降压，变压器后面由四个二极管组成一个桥式全波整
流电路，整流后就得到一个电压波动很大的直流电，所以在这里接一个330u/F的电解电容。
变压器输出端的9V电压经过桥式整流并电容滤波，在电容C1两端大约会有11V多一点的电压，
如果电容两端直接接负载，当负载变化或者交流电波动时会使C1两端的电压变化很大，为得到一个
三端稳压器是一个集成电路元件，内部有三极管和电阻构成当负载电流大时内部电阻变小，当负
载电流小时内部电阻变大，这样能保持稳压器的输出电压保持基本不变，
护，可以很稳定的进行电流输出
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本设计要+5V电压，因此选用LM7805，LM7805最大可以输出1A的电流，内部有限流式短路保
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比较稳定的电压因此在此处接一个三端稳压器元件。
图4.4 电源电路
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4.4电源设计
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图4.3 按键电路
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4.5单片机最小系统
4.5.1单片机的复位电路
图4.5.1 手动复位电路
二、复位电路的工作原理
程是如何实现的呢？
在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再
开机的时候为什么为复位
在电路图中，电容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根据公式，可以算出电容充电到电
源电压的0.7倍（单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为3.5V），需要的时间是
也就是说在电脑启动的0.1S内，电容两端的电压时在0~3.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压
为从5~1.5V减少（串联电路各处电压之和为总电压）。所以在0.1S内，RST引脚所接收到的电压是
5V~1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号
为高电平信号。所以在开机0.1S内，单片机系统自动复位（RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S
左右）。
按键按下的时候为什么会复位
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10K*10UF=0.1S。
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按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。
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在书本上有介绍，51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现，那这个过
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在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于
0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一
个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，
在系统运行的过程中，有时可能对系统需要进行复位，为了避免对硬件系统经常加电和断电造成
的损害，设计了手动的复位电路。如图4-2所示。这种电路的设计，在系统的运行过程中需要复位时，
4.5.2单片机系统的晶振电路
单片机必须在时钟的驱动下才能进行工作。MCS-51系列单片机内部都有一个时钟振荡电路，只需
图4-3就是内部时钟工作方式的电路图，这是一种常用的方式。这种方式是外界振荡源，本设计就采
用这种外接晶振的方法。电路中的两个电容的作用有两个：一是帮助振荡器起振（C1 C2的值大，起
振的速度慢；反之，速度快。）；二是对振荡器的频率起到微调的作用（C1 C2的值大，频率略有减
少，反之，频率略有提高）。C1 C2的值采用30pF。
内部时钟原理图 （就是一个自激振荡电路）
成振荡电路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的频率取值在1.2MHz～12MHz之间。对于外接时钟电路，
要求XTAL1接地，XTAL2脚接外部时钟，对于外部时钟信号并无特殊要求，只要保证一定的脉冲宽度，
时钟频率低于12MHz即可。晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端送入内部时钟电路，它将该振荡信号二
分频，产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。时钟信号的周期称为状态时间S，它是振荡周
期的2倍，P1信号在每个状态的前半周期有效，在每个状态的后半周期P2信号有效。CPU就是以两相
时钟P1和P2为基本节拍协调单片机各部分有效工作的。
2.指令时序
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在内部方式时钟电路中，必须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构
图4.5.2 单片机内部晶振电路连接图
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外接晶振源，就能产生一定频率的时钟信号送到单片机的内部的各个单元，决定单片机的工作速度。
只需使开关闭合，在RST端就会出现一定时间的高电平信号，从而使单片机实现复位。
候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。
电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时
我们将单片机的基本操作周期称作机器周期，一个机器周期由6个状态组成，每个状态由两个时
相P1和P2构成，故一个机器周期可依次表示为S1P1，S1P2，…，S6P1，S6P2，即一个机器共有12
个振荡脉冲。为了大家便于分析CPU的时序，在此先对以下几个概念作一介绍。
P2节拍，通常在P1节拍完成算术逻辑操作，在P2节拍完成内部寄存器之间的传送操作。
（3）机器周期 一个机器周期由6个状态组成，如果把一条指令的执行过程分作几个基本操作，
（4）指令周期 指令周期即执行一条指令所占用的全部时间，通常为1～4个机器周期。
在图2.12中给出了MCS－51单片机的典型取指、执行时序。由图可知，在每个机器周期内，地址
财富值，足够大学4年的使用。+威信（mk6689866）。]
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1.1 PLC毕业设计,单片机毕业设计
1.2.电子|通信|电力|电气|机电|自动化类
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开始。若对于双字节单周期指令，则在同一机器周期的S4期间读入第二个字节。如果是单字节单周期
指令，则在S4期间仍然保持读操作，但所进行的读操作为无效操作，同时程序计数器PC并不加1。
在图2.12（a）和（b）给出了单字节单周期和双字节单周期指令的时序，这些操作都在S6P2结束时
完成指令操作。在图2.12（c）中给出了单字节双周期指令时序，在两个机器周期内进行了四次读操
作，由于是单字节指令，故后面的三次读操作是无效的。 在图2.12（d）中给出了访问外部数据存储
器指令MOVX的时序，它是一条单字节双周期指令。在执行MOVX指令期间，外部数据存储器被访问且
从图2.12我们可以看出，对于单周期指令，当操作码被送入指令寄存器后，指令的执行从S1P2
制作完成时验收的依据.
- 18 -
锁存信号ALE两次有效，一次在S1P2与S2P1之间，另一次在S4P2和S5P1之间。[出售10元2000个
则将完成一个基本操作所需的时间称作机器周期。单片机的单周期指令执行时间就为一个机器周期。
（2）时钟周期 时钟周期又称作状态周期或状态时间S，它是振荡周期的两倍，它分为P1节拍和
（1）振荡周期 振荡周期指为单片机提供定时信号的振荡源的周期或外部输入时钟的周期。
选通时跳过两次取指操作，其中在第一个机器周期S5开始送出片外数据存储器的地址后，进行读、写
数据，在此期间并无ALE信号，故第二周期不产生取指操作。
4.6主电路设计
出高电平选中相应的段。
RP1
C1
X1
C2
U1
C3
R7
R6
Q1
Q2
Q3Q4
D1
D2
R1
R2
BUZ1
D3D5D4
R3R4R5
图4.6主电路图
5 主程序和中断程序设计
5.1主程序
m
e
a
n
d
A
l
l
t
h
i
n
要功能。相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。我们用流程框图来表示，如下图
g
s
主程序主要有main（）组成通过对相关子程序的调用，实现对时间的设置与修改、LCD显示等主
i
n
t
h
e
i
r
- 19 -
b
e
i
n
g
a
r
e
g
o
应的端口，P1作为位选口，由于采用共阴极数码管，因此P0口输出低电平选中相应的位，而P1口输
系统设计如下图:单片机的P0口作为6位LED数码管显示的位选口，其中P0.0~P0.5分别对应相
图5.1 主程序框图
TMOD|=0X11;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
handle_1(shi);
handle_2(fen);
display_1(); //显示时钟初始值
display_2(); //显示分钟初始值
while(1)
{
scan_key(); //调用按键扫描函数
- 20 -
shi=12;fen=59;miao=0;green=0;beep=0; //十分秒的初始值
{
void main() //主函数
time_1(); //调用时钟函数
handle_1(shi); //对小时拆分
handle_2(fen); //对分钟拆分
display_1(); //显示小时
display_2(); //显示分钟
}
5.2中断程序
//函数名：clock
//函数功能：定时器T0定时中断，interrupt 1
//形式参数：无
//返回值：无
void clock() interrupt 1
{
EA=0; //关中断
if(msec1!=0x28)
msec1++; //到10毫秒否，不到则msec1加1
else
{ msec1=0;
if(msec2!=100)msec2++; //到1秒否，不到则msec2加1
else
{if(rtimbit==1)count++;
msec2=0;
- 21 -
if(clockbuf[2]!=59)
clockbuf[2]++; //到1分否，不到则clockbuf[2]加1
else
{ clockbuf[2]=0;
if(clockbuf[1]!=59)
clockbuf[1]++; // 到1小时否，不到则clockbuf[1]加1
else
{ clockbuf[1]=0;
if(clockbuf[0]!=23)
clockbuf[0]++; // 到24时否，不到则clockbuf[0]加1
else clockbuf[0]=0; }
}
//开中断}
}
}
EA=1;
6.1软件调试概述
单片机系统经过总体设计，完成了硬件和软件设计开发。通过软件和硬件相结合系统即可运行。
但编制好的程序或焊接好的线路不能按预计的那样正常工作是常见的事，经常会出现一些硬件、软件
上的错误，这是软件和硬件开发者经常遇见的，这就需要通过调试来发现错误并加以改正。调试可分
最后进行实物图的硬件组装与调试，这样就给开发者在提供了方便。
6.2软件调试
本设计是在Proteus软件和Keil2软件相结合调试的，完全用仿真软件在PC机上对目标电路原理
图和程序进行检测和调试。调试过程中单片机相应输入端由通用键盘和鼠标设定，运行状态、各寄存
器状态、端口状态等都可以在指定的窗口区域显示出来，以确定程序运行有无错误。
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为硬件调试和软件调试。本设计系统的已经在PC机上用模拟开发软件进行了检测和调试，并运行成功，
6系统调试
目标程序纠错：该阶段工作通常在目标程序编辑时就完成。一般来说，仿真软件能为用户输入的
程序指令纠错，包括书写格式、标号未定义或多重定义、转移地址溢出等错误。
整体程序调试：即把各子程序整体连起来进入到综合电路调试，看是否能实现预计的功能显示。
Q2
Q3
D1
BUZ1
R3
图6.2
l
l
t
h
i
n
1
A
23456789
g
s
i
n
RP1
t
h
定时器调试的结果
e
i
r
D3D5
R4R5
Q1
Q2
b
e
D2
D4
i
n
g
Q1
R1
R2
Q3
D1
D2
BUZ1
D3D5D4
R3R4R5
图6.2 定时器调试的结果
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a
r
Q4
R1
R2
e
g
Q4
RP1
o
位的建立和清除在设计上是否失误，堆栈是否溢出，输入输出状态是否正常等。
在这阶段若发生故障，可以考虑各子程序在运行时是否破坏现场，数据缓冲单元是否发生冲突，标志
提高性能。单片机是很容易受干扰的控制器，当采用外部晶振时，应尽量让其靠近单片机减少对其干
扰，防止程序乱飞现象。同时还可以采用隔离等方式减少干扰，硬件系统设计的好坏很大部分来源于
软件设计是核心部分，具有多样化，灵活性高，易移植等优点，要深深理会各指令的含义才能更
断以减少对CPU的占用，更好的处理其他功能。软件的设计大部分采用模块化设计的方法以方便调试，
并使其可读性大大增强，方便更改和移植。
加熟练应用，中断的合理利用可以减少CPU利用资源，具有执行效率高等优点，本设计用到定时器中
- 24 -
经验，所以我们要有动手的好习惯。
硬件系统关系到所要设计的电子产品好怀，如系统抗干扰性等，所以要合理的安排尽量减少干扰
结 论
致 谢
不知不觉，十二周的毕业设计结束了。我的毕业论文已整理完毕，电路调试进展良好。毕业设计
—工作。在此，我衷心地感谢所有在我做毕业设计期间帮助过我的人。
计带来了很大方便。同时在我完成毕业设计的过程中提供了很多指导性的意见，使我受益匪浅。在此，
我衷心感谢老师们给予我的帮助和教育。
此外，还要衷心感谢其他所有对本课题的研究和论文撰写有过帮助的同学。
踏上工作岗位的同时，毕业设计整个过程给了我这样一个锻炼的机会，使我加深了对以前知识的理解
和巩固，拓宽了知识面，也提高了我对所学知识的综合应用能力。祝愿母校的将来更美好！
最后，我要感谢我的母校——XXXXXXX，在校期间，这里给我留下了美好的回忆。特别是在我即将
首先我要感谢XX老师、XX老师XX老师的大力帮助和支持。在整个设计过程当中，为我的毕业设
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的完成意味着我的大学学习生活即将结束，从此我将进入一个新的人生旅途、开始一段崭新的生活—
[1]王静霞主编 单片机应用技术（C语言版） 北京电子工业出版社 2012.5
[3]丁亚涛主编C语言程序设计 高等教育出版社 2006.8
[6]何宏主编单片机原理与接口技术 北京国防工业出版社 2006.7
[7]李光 单片机基础. 北京：北京航空航天大学出版社，1994
[9]倪晓军.单片机原理与接口技术教程.北京：清华大学出版社，2009
[10]姚年春 向华Protel99SE基础教程. 北京.人民名邮电出版社，2009
[11]韩颖; Proteus在单片机技术实训中的应用[J];中国科教创新导刊;2008年31期
[13]爱问资料共享网。
[12]周灵彬PROTEUS的单片机教学与应用仿真[J].单片机与嵌入式系统应用。
[8]廖常初.现场总线概述.电工技术，1999.
[5]王迎旭主编单片机原理与应用 北京机械工业出版社 2004.3
[4]王幸之主编 AT89系列单片机原理与接口技术 高等教育出版社 2004.7
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[2]胡辉.主编 单片机应用系统设计与训练 北京中国水利水电出版社 2004.9.
参 考 文 献
设计（论文）评语：
年
指导教师：
月 日
设计（论文）成绩：
答辩评语：
指导教师：
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答辩成绩：
总评成绩：
备注：
答辩委员会：
月 日年
答辩委员会：
系（部）主任：
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