单片机电子时钟的设计 ----------- 基于单片机的电子时钟 专业：运算机科学与技术 班级：专升本1班 小组成员：张琴张娜赵慧佩 学号：23 24 25
基于单片机的电子时钟设计 摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的进展，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进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。 现代生活的人们越来越重视起了时刻观念，能够说是时刻和金钱划上了等号。关于那些对时刻把握专门严格和准确的人或事来说，时刻的不准确会带来专门大的苦恼，因此以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了专门大的优势。数码管显示的时刻简单明了而且读 数快、时刻准确显示到秒。而机械式的依靠于晶体震荡器，可能会导致误差。 数字钟是采纳数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳固度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采纳LED数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，依照数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时刻的其本功能，还能够实现对时刻的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受宽敞消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。 .
目录 第一章绪论 1.1 数字电子钟的背景 (4) 1.2 数字电子钟的意义 (4) 1.3 数字电子钟的应用 (4) 第二章整体设计方案 2.1 单片机的选择 (5) 2.2 单片机的差不多结构 (7) 第三章数字钟的硬件设计 3.1 最小系统设计 (11) 3.2 LED显示电路 (14) 第四章数字钟的软件设计 4.1 系统软件设计流程图 (16) 4.2 数字电子钟的原理图 (19) 第五章系统仿真 5.1 PROTUES软件介绍 (20) 5.2 电子钟系统PROTUES仿真 (21) 第六章调试与功能说明 6.1 硬盘调试 (22) 6.2 系统性能测试与功能说明 (22) 6.3 系统时钟误差分析 (22) 6.4 软件调试问题及解决 (22) 附件：主程序 (23)
题6是作者在2006年10月份全国巡回人才招聘的考题，居然60%的同学得零分，却只有一位同学得满分，这种现象值得我们彻底地反思。 题6：单片机上电复位电路如图3所示，请回答下列问题(12分)： (1)该复位电路适用于高电平复位还是低电平复位？ (2)试述复位原理，画出上电时Vc的波形； (3)试述二极管D的作用。 图3RC复位电路 答案：(1)低电平复位。 (2)在图3中，CPU上电时，但由于电容C两端的电压V C不能突变，因此V C保持低 不断上升，上升曲线如图4所示。只要选择合适电平。但随着电容C的充电，V C 就可以在CPU复位电压以下持续足够的时间使CPU复位。复位之后，的R和C，V C V 上升至电源电压，CPU开始正常工作。相当于在CPU上电时，自动产生了一个C 一定宽度的低电平脉冲信号，使CPU复位。 4 RC充放电曲线 图 (3)当电源电压消失时，二极管D为电容C提供一个迅速放电的回路，使/RESET端迅速回零，以便下次上电时CPU能可靠复位。 这是一个非常重要的知识点，如果CPU的复位电路设计得不合理将会导致CPU严重死机，并且影响与CPU有关的外围器件的稳定性，比如存储器上电丢失数据。因此我们在学习的过程中，一定要善于将前后的知识连贯起来。千万不要随意放过哪怕一个细小的问题，只有这样才能做到融会贯通。在管理新产品的开发过程中，作者发现出现质量事故的产品都是由一些看起来并不起眼的小问题所引起的，最终给企业带来的损失却是巨大的，甚至是毁灭性的打
击。 二、复位电路的工作原理 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。 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10K*10UF=0.1S。 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 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，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。 总结： 1、复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号，只要保证电容的充放电时间大于2US，即可实现复位，所以电路中的电容值是可以改变的。 2、按键按下系统复位，是电容处于一个短路电路中，释放了所有的电能，电阻两端的电压增加引起的。
想问一下单片机复位电路问题 复位过程我明白，RST接高电平复位，接低电平单片机正常工作 但电路连接不太理解什么意思， 想知道图中电解电容的作用，既然是按键高电平复位为什么要加电解电容呢不加可以吗？如果一定要加原因是什么？ 另外想知道电容作用是隔直流通交流，是绝对的直流不通过还是什么充电过程无电流放电过程有电流，求指教 我认为绛红的蓝同学说的不太好。 电容确实可以起到按键去除抖动的作用，但是这里的电容还有一个更重要的作用就是上电复位，因为考虑到芯片刚刚上电时由于供电不稳定而做出错误的计算，所以增加一个上电复位以达到延时启动CPU的目的，使芯片能够正常工作。虽然现在很多芯片自带了上电延时功能，但是我们一般还是会增加额外的上电复位电路，提高可靠性。 上电复位是如此工作的，此时不用考虑按键和你图中1K电阻的作用。上电瞬间，电压VCC短时间内从0V上升到5V（比方说5V），这一瞬间相当于交流电，电容相当于导线，5V的电压全部加在10K电阻上，也就是说，这时RST的电平状态为高电平。但是从上电开始，电容自己就慢慢充电，其两端电压呈曲线上升，最终达到5V，也就是说其正端电位为5V，负端电位为0V，其负端也就正好是RST，此时RST为低电平，单片机开始正常工作。 添加按键是为了手动复位，一般那个1K电阻可以不加。当按键按下时，电容两端构成回路并放电，使RST端重新变为高电平，按键抬起时电容又充电使RST 变回低电平。 复位电路的作用 在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。 无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。 基本的复位方式 单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位 1、手动按钮复位 手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平（图1）。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。
郑州科技学院 《单片机原理及应用》课程设计
目 录 0 引言3 1 设计方案4 2 系统设计7 2.1 硬件原理12 2.2 软件原理16 3 实验与仿真19 4 结论21 参考文献22 附录1 程序23 附录2 仿真电路图26 0 引言 近年来，随着电子产品的发展，随着社会竞争的激烈，人们对数字时钟的要求越来越高。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间，忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 因此从人们的日常生活到工厂的自动控制，从民用时钟到科学发展所需的时钟，现代人对时间的精度和观察时间的方便有了越来越多的需求。人们要求随时随地都能快速准确的知道时间，并且要求时钟能够更直观、更可靠、价格更便宜。这种要求催生了新型时钟的产生。 除此之外，由于对社会责任的更多承担，人们要求所设计的产品能够产生尽量少的垃圾、能够消耗尽量少的能量。因此人们对时钟的又有
了体积小、功耗低的要求。 传统的机械表由于做工的高精细要求，造价的昂贵，材料的限制，时间指示精度的限制，使用寿命方面，以及其它方面的限制，已不能满足人们的需求。另外，近些年随着科技的发展和社会的进步，人们对时钟的要求也越来越高，而使得新型电子钟表成了大势所趋。 另外单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字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，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 1 设计方案 1.1 任务及要求 ①通过单片机内定时器控制走时，准确持续走时，调时不影响走时。 ②在八个数码管上显示时、分、秒及两个小数点。 ③含有闹钟功能，可以选择闹钟开关，可以设定闹铃时间。 ④到达闹钟时刻蜂鸣器警报，可以关掉警报。 1.2 系统功能说明 电子钟的格式为：XX.XX.XX ，由左向右分别为：时、分、秒。完成显示由秒01一直加1至59，再恢复为00；分加1，由00至01，一直加1至59，再恢复00；时加1，时由00加至23之后秒、分、时全部清清零。该钟使用T0作250us的定时中断。 走时调整：走时过程中直接调整且不影响走时准确性，按下时间选择键对“时、分、秒”显示进行调整，每按一下时间加，即加1，时间减，即减1。
单片机最小系统 单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的 系统. 对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路. 下面给出一个51单片机的最小系统电路图. 说明
复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C 取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让R C组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍. 晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作) 单片机:一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机 特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行.这一点是初学者容易忽略的. 复位电路： 一、复位电路的用途 单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。 单片机复位电路如下图：
二、复位电路的工作原理 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。 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
计算机硬件综合课程 设计报告 课目： 学院： 班级： 姓名： 指导教师： 目录
1 设计要求 功能需求 设计要求 2 硬件设计及描述 总体描述 系统总体框图 Proteus仿真电路图3 软件设计流程及描述 程序流程图 函数模块及功能 4 心得体会 附：源程序
1设计要求 1.1功能需求 （1）实现数字时钟准确实时的计时与显示功能； （2）实现闹钟功能，即系统时间到达闹钟时间时闹铃响； （3）实现时间和闹钟时间的调时功能； （4）刚启动系统的时候在数码管上滚动显示数字串（学号）。 1.2设计要求 （1）应用MCS-51单片机设计实现数字时钟电路； （2）使用定时器/计数器中断实现计时； （3）选用8个数码管显示时间； （4）使用3个按钮实现调时间和闹钟时间的功能。按钮1：更换模式（模式0：正常显示时间；模式1：调当前时间的小时；模式 2；调当前时间的分钟；模式3：调闹钟时间的小时；模式4： 调闹钟时间的分钟）；按钮2：在非模式0下给需要调节的时 间数加一，但不溢出；按钮3：在非模式0下给需要调节的时 间数减一，但不小于零； （5）在非0模式下，给正在调节的时间闪烁提示； （6）使用扬声器实现闹钟功能； （7）采用C语言编写程序并调试。
2 硬件设计及描述 2.1总体描述 （1）单片机采用AT89C51型； （2）时间显示电路：采用8个共阴极数码管，P1口驱动显示数字，P2口作为扫描信号； （3）时间设置电路：、、分别连接3个按键，实现调模式，时间加和时间减； （4）闹钟：口接扬声器。 2.2系统总体框图 2.3Proteus仿真电路图
第七章复位和系统时钟 7.1 复位 复位，是系统开始正常运转前的一个必经过程，复位部分设计的好坏，关系体统的稳定。STM32F10xxx 支持三种复位形式，分别为系统复位、上电复位和备份区域复位。 7.1.1 系统复位 系统复位将复位除时钟控制寄存器CSR中的复位标志和备份区域中的寄存器以外的所有寄存器(见图7-1-1)。 图7-1-1 复位系统图 当以下事件中的一件发生时，产生一个系统复位： 1. NRST管脚上的低电平(外部复位) 2. 窗口看门狗计数终止(WWDG复位) 3. 独立看门狗计数终止(IWDG复位) 4. 软件复位(SW复位) 5. 低功耗管理复位 可通过查看RCC_CSR控制状态寄存器中的复位状态标志位识别复位事件来源。软件复位，通过将Cortex?-M3中断应用和复位控制寄存器中的SYSRESETREQ位置’1’，可实现软件复位。 低功耗管理复位在以下两种情况下可产生低功耗管理复位： 1. 在进入待机模式时产生低功耗管理复位：通过将用户选择字节中的nRST_STDBY位置’1’将 使能该复位。这时，即使执行了进入待机模式的过程，系统将被复位而不是进入待机模式。 2. 在进入停止模式时产生低功耗管理复位：通过将用户选择字节中的nRST_STOP位置’1’将 使能该复位。这时，即使执行了进入停机模式的过程，系统将被复位而不是进入停机模式。 7.1.2 电源复位 当以下事件中之一发生时，产生电源复位： 1. 上电/掉电复位(POR/PDR复位) 2. 从待机模式中返回
电源复位将复位除了备份区域外的所有寄存器。(见图7-1-1) 图中复位源将最终作用于RESET管脚，并在复位过程中保持低电平。复位入口矢量被固定在地址0x0000_0004。备份区域拥有两个专门的复位，它们只影响备份区域。 7.1.3 备份域复位 当以下事件中之一发生时，产生备份区域复位。软件复位，备份区域复位可由设置备份区域控制寄存器RCC_BDCR中的BDRST位产生。在V DD和V BAT两者掉电的前提下，V DD或V BAT上电将引发备份区域复位。 7.2 时钟 三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟(SYSCLK)： HSI振荡器时钟 HSE振荡器时钟 PLL时钟 这些设备有以下2种二级时钟源： 1. 40kHz低速内部RC，可以用于驱动独立看门狗和通过程序选择驱动RTC。RTC用于从停机/待 机模式下自动唤醒系统。 2. 32.768kHz低速外部晶体也可用来通过程序选择驱动RTC(RTCCLK)。 当不被使用时，任一个时钟源都可被独立地启动或关闭，由此优化系统功耗。 图7-2-1是系统的时钟树。
系统上电时，随着Vcc 电压由0V 增加到5V ，电容C1的上极板电位随之增加，电容的内电场增强，使C1能吸引更多的电子通过R 到达下极板，从外面看就电流通过C1 和R10入地。按电压在随着电流方向逐惭降低的原则，电流的出现会在R10端形成一大于0的电位。由于电容的充电逐渐饱和，所以电流会逐渐减小，电位也会逐渐减小。该电位的大小和持续的时间将直接影响到我们的系统能否上电复位。在AT89C51的规格书中有这么一段描述： 如果当Reset Pin 有两个机器周期的时间是高电平，那么就会系统就会被复位。 震荡频率震荡周期1 = 12*震荡周期机器周期= 所以对于12M 晶振做为“原动力”的系统来说，使系统复位的时间t 应大于： us M t 212*121 *2== 两个机器周期的时间求出来了，但是多高的电平才算是高电平呢？由AT89C51是规格书中关于其DC 特性的描述中可以知道，当Reset Pin 上的电压超过Min=0.7Vcc 时Reset Pin 就会认为是高电平。事先假设的系统电压为5V ，Vcc 在这里可以看成5V ，所以如果Reset Pin 上的电压超过0.7Vcc=3.5V ，就可以看成Reset Pin 为高电平，如果这超过3.5V 的电平持续时间超过2uS ，那么系统就会复位。 最后一步就是计算RST_H 处的电位了。不考虑流入Reset Pin 内电流，该电路就是一阶RC 电路。电容两端暂态电流与电压的关系式如下：
()()()()[]RC t C C C C U U U t U -+∞-+∞=e 因为()V U C 5=∞；()V U C 00=+；所以 ()RC t C t U --= 55 设Reset pin 电压为()t U R ，那么： ()()t U V t U C CC R -= 所以， ()RC t R t U -= 5， 当()V t U R 4.3=的时， RC t 357.0= 当且仅当 us RC t 2357.0≥=时，系统才会复位，即满足条件 610*6.5-≥RC 所以用R=1K Ω、C=22μF 符合要求
单片机各种复位电路原理 复位电路的作用 在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是 一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁 兼容性能。 无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设 计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可 靠引起的。 基本的复位方式 单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始 工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位 1、手动按钮复位 手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平（图1）。一般采用的办法是在RST 端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒， 所以，完全能够满足复位的时间要求。
图1 图2 2 、上电复位 AT89C51 的上电复位电路如图 2 所示，只要在RST 复位输入引脚上接一电容至Vcc 端，下接一个电阻到地即可。对于CMOS 型单片机，由于在RST 端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1μF。上电复位的工作过程是在加电时，复位电路通 过电容加给RST 端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc 对电容的充电过程而 逐渐回落，即RST 端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地 复位，RST 端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时，Vcc 的上升时间约为10ms ，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为10MHz ，起振时间为1ms ；晶振频率为1MHz ，起振时间则为10ms 。在图 2 的复位电路中，当Vcc 掉电时，必然会使RST 端电压迅速下降到0V 以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生 损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l态”。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC 将得不到一个合适的初值，因此，CPU 可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。 2 、积分型上电复位 常用的上电或开关复位电路如图 3 所示。上电后，由于电容C3 的充电和反相门的作用，使RST 持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K 后松开，也能使RST 为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。 根据实际操作的经验，下面给出这种复位电路的电容、电阻参考值。 图3 中：C：＝1uF ，Rl＝lk ，R2＝10k
毕业综合实训概述 实训目的： 对单片机电子时钟的制作及设计原理的掌握，利用本次实训对所学的理论课程进行实际论证，更好的掌握理论知识。能够更好的运用在实践当中。 实训时间： 2015年9月21日-2015年11月8日 实训要求： 1.独立完成实物的制作及理解设计原理； 2.分析及制作程序流程图； 3. 绘制电路图； 4.了解个元器件在电路中的作用。
目录 1 引言 (1) 1.1选题背景 (1) 1.2设计原理 (1) 1.3单片机简介 (2) 1.4单片机的发展历史 (2) 1.5单片机的应用领域及发展趋势 (2) 2 方案议论 (5) 2.1 设计要求 (5) 2.2 系统描述 (5) 2.3 设计方案 (5) 2.3.1 集成电路 (5) 2.3.2 单片机的最小系统 (6) 2.3.3结论 (7) 3 硬件设计 (8) 3.1硬件结构 (8) 3.2中心控制模块 (8) 3.3电源模块 (11) 3.4控制电路 (12) 3.5复位电路 (12) 4软件设计 (15) 4.1电子时钟的设计原理 (15) 4.2 软件设计流程 (15) 5 总结 (17) 致谢 (18) 参考文献 (18) 附录电子时钟程序 (19)
1 引言 1.1选题背景 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 INTEL的8080是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM 已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机，直到现在基于8051的单片机还在广泛的使用。现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作！ 利用单片机实现电子时钟有很多优点，例如外部电路简单，控制方便等，因而备受广大单片机爱好者的喜爱。通过电子时钟的制作方案，掌握C语言的编程方法。并熟练的运用89S52单片机定时器准确的实现时间的递进，按下按键可以设置时间，最重要的是自己还可以通过程序设计输入自己需要的定点时间。 1.2设计原理 通过单片机对时间准确的控制，实现时间的递进。 定时器：时钟周期T是时序中最小的时间单位，具体计算的方法是1/时钟源频率，我们KST-52单片机开发板上用的晶振是11.0592M，那么我们对于这个单
第四章复位、时钟同步和初始化 本章介绍复位、时钟同步和MPC8349E设备的整体初始化，包括复位配置信号的定义及其选项。此外还介绍配置、控制和状态寄存器。注意，本书的每一章都介绍了一个部件额外的具体的初始化过程。 4.1概述 复位、时钟同步和控制信号为设备的操作提供很多选项。可以在硬复位或上电复位期间配置不同的模式和特性。大多数可配置特性由复位配置字装入设备，只有很少一部分信号用作复位序列期间的复位配置输入。 4.2外部信号说明 下面几节详细说明复位和时钟信号。 4.2.1复位信号 表4-1说明了MPC8349E的复位信号。4.4.2节“复位配置字”介绍了还作为复位配置信号的信号。 表4-1 系统控制信号——详细信号说明
4.2.2时钟信号 表4-2说明了MPC8349E的外部时钟信号。注意，某些信号对设备内的某些部件来说是特定的，虽然4.5节“时钟同步”介绍了它们的某些功能，但分别在各章中对它们进行了详细定义。 表4-2 时钟信号——详细信号说明
4.3功能说明 本节介绍复位设备的各种方法、上电复位配置和设备的时钟同步。 4.3.1复位操作 设备有数个到复位逻辑的输入： ●上电复位（/PORESET） ●外部硬复位（/HRESET） ●外部软复位（/SRESET） ●软件看门狗复位 ●系统总线监控器复位 ●检查停止（checkstop）复位 ●JTAG复位 ●软件硬复位
位状态寄存器（RSR）”中介绍的复位状态寄存器指示引起复位的最后的复位源。 4.3.1.1复位原因 表4-3介绍了复位原因。 表4-3 复位原因 4.3.1.2复位操作 复位控制逻辑确定复位的原因，必要时对其进行同步，并复位适当的内部硬件。每个复位流对设备有不同的影响: ?上电复位的影响最大，它复位整个设备，包括时钟逻辑和错误捕获寄存器。 ?硬复位复位整个设备，但不包括时钟逻辑和错误捕获寄存器。 ?软复位则初始化内部逻辑，但保持系统的配置。 所有复位类型都产生到e300c1核的复位。/PORESET、/HRESET和/SRESET对给定应用的影响是核将MSR[IP]的值复位为复位寄存器字高端的BMS字段中的值。参见4.4.2.12节“引导内存空间（BMS）”。 存贮器控制器、系统保护逻辑、中断控制器和I/O信号仅在硬复位时初始化。软复位初始化内部逻辑，但保持系统的配置。外部/SRESET有效向核和其余的设备产生硬复位。表4-4标识了每个复位源的复位操作。
单片机复位电路原理图解 复位电路的作用 在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。 无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。 基本的复位方式 单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位 1、手动按钮复位 手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平（图1）。一
般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。 图1 图2 2、上电复位 AT89C51的上电复位电路如图2所示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机，由于在RST端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电
容减至1µF。上电复位的工作过程是在加电时，复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时，Vcc的上升时间约为10ms，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为10MHz，起振时间为1ms；晶振频率为1MHz，起振时间则为10ms。在图2的复位电路中，当Vcc 掉电时，必然会使RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。 2、积分型上电复位 常用的上电或开关复位电路如图3所示。上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。 根据实际操作的经验，下面给出这种复位电路的电容、电阻参考值。图3中：C：＝1uF，Rl＝lk，R2＝10k
烟台南山学院 单片机课程设计题目电子时钟 姓名： 所在学院 所学专业： 班级： 学号： 指导教师： 完成时间：
随时代的发展，生活节奏的加快，人们的时间观念愈来愈强；随自动化、智能化技术的发展，机电产品的智能度愈来愈高，用到时间提示、定时控制的地方也会愈来愈多，因此，设计开发数字时钟具有良好的应用前景。 由于单片机价格的低成本、高性能，在自动控制产品中得到了广泛的应用。本设计利用Atmel公司的AT89S52单片机对电子时钟进行开发，设计了实现所需功能的硬件电路，应用汇编语言进行软件编程，并用实验板进行演示、验证。 在介绍本单片机的发展情况基础上，说明了本设计实现的功能，以及实验板硬件情况，并对各功能电路进行了分析。主要工作放在软件编程上，用实验板实现时间、日期、定时及它们的设定功能，详细对软件编程流程以及调试进行了说明，并对计时误差进行了分析及校正，提出了定时音与显示相冲突问题及解决方案。实验证明效果良好，可以投入使用。 本次仿真设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS—51单片机都种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排版调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。在本学期的开始我们进行了计算机工程实践，在实践中我们以微机原理与接口技术课程中所学知识为基础，设计了电子时钟系统。本系统为多功能数字钟的系统。本设计以单片机AT89c51为控制核心，选用DS1302串行时钟芯片，RT1602液晶显示器实现液晶显示当前时间、日期、星期。本电子时钟具有日期、时、分、秒的显示、调整功能，采用的时间制式为24小时制，时间显示格式为时（十位、个位）、分（十位、个位）、秒（十位、个位）。 关键词：单片机 AT89S52 电子时钟汇编语言
四川工程职业技术学院 单片机应用技术课程电子教案 Copyright ? https://www.doczj.com/doc/488412993.html, 第讲 5 8051及P89V51RD2单片机的时钟、 时序和复位
本讲主要内容 5-1. 标准80C51的时钟电路、时间单位与时序 5-2. P89V51RD2单片机的时钟电路、时间单位与时序5-3. P89V51RD2单片机的复位与复位电路
时钟电路 ——用于产生供单片机各部分同步工作的时钟信号 方法1：用石英晶体振荡器 方法2：从外部输入时钟信号 （80C51） 80C51振荡器 C1 C2 CYS 80C51 悬空 外部时钟信号 XTAL1 XTAL2 XTAL2 XTAL1
单片机内部的时间单位 S1 S2S3S4S5S6 机器周期T CY 分频器 振荡器 晶振周期 时钟周期（S 状态） 80C51 P1 P2 ALE 信号
单片机内部的时间单位 ?振荡频率f osc = 石英晶体频率或外部输入时钟频率 振荡周期= 振荡频率的倒数 ?机器周期 机器周期是单片机应用中衡量时间长短的最主要的单位 在多数51系列单片机中： 1机器周期= 12×1/ fosc ?指令周期——执行一条指令所需要的时间 单位：机器周期 51单片机中：单周期指令、双周期指令、四周期指令
单片机内部的时间单位 课堂练习： 如果某单片机的振荡频率f =12MHz，则： osc 振荡周期=S=mS=uS； 机器周期=uS； 已知乘法指令“MUL AB”是一条4周期指令，则执行这条指令需要uS； 加法指令“ADD A，#01H”是单周期指令，那么1S内该单片机可以进 行次加法运算。
单片机复位电路 为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V 低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。 复位电路的分类： 单片机复位电路主要有四种类型：（1）微分型复位电路；（2）积分型复位电路；（3）比较器型复位电路；（4）看门狗型复位电路。 ISA总线的复位信号到南桥之间会有一个非门，跟随器或电子开关，常态时为低电平,复位时为高电平。IDE的复位和ISA总线正好相反，通常两者之间会有一个非门或是一个反向电子开关，也就是说IDE常态时为高电平，复位时为低电平，这里的高电平为5V或3.3V，低电平为0.5V以下的电位。 任何单片机在工作之前都要有个复位的过程，复位是什么意思呢？它就象是我们上课之前打的预备铃。预备铃一响，大家就自动地从操场、其它地方进入教室了，在这一段时间里，是没有老师干预的，对单片机来说，是程序还没有开始执行，是在做准备工作。显然，准备工作不需要太长的时间，复位只需要5ms的时间就可以了。如何进行复位呢？只要在单片机的RST引脚上加上高电平，就可以了，按上面所说，时间不少于5ms。为了达到这个要求，可以用很多种方法。实际上，我们在上一次实验的图中已见到过了。 复位电路工作原理如上图所示，VCC上电时，C充电，在10K电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C充满，10K电阻上电流降为0，电压也为0，使得单片机进入工作状态。工作期间，按下S，C放电。S松手，C又充电，在10K电阻上出现电压，使得单片机复位。几个毫秒后，单片机进入工作状态。 单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期，具体数值可以由RC电路计算出时间常数。 如上图所示，单片机复位电路是由按键复位和上电复位两部分组成。其中，STC89系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC,再连接一个电阻到GND,由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF.而按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。
单片机课程设计报告 设计名称：单片机电子时钟的设计班级：自动化07—1 学号：07100515 姓名： 指导教师：李晓林
单片机电子时钟的设计 摘要 单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的，人们对数字钟的功能及工作顺序都非常熟悉。但是却很少知道它的内部结构以及工作原理。由单片机作为数字钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号进行实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。通过键盘可以进行校时、定时等功能。输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管显示技术。本系统利用单片机实现具有计时、校时等功能的数字时钟，是以单片机W78E516B为核心元件同时采用LCD液晶显示器动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。因为本次设计还要实现秒表功能，为了避免防止运用秒表时，产生的中断可能使时钟出现误差，所以本设计运用时钟芯片PCF8563实时提供时钟信号，再由单片机显示出来，它的计时周期为24小时。另外具有校时功能，断电后有记忆功能，恢复供电时可实现计时同步等特点；同时还具有整点报时等功能。因此利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点。 关键词：单片机时钟芯片PCF8563 LCD液晶显示器。
Monolithic Machine Abstract The monolithic machine already has been very common in application in multifunctional digital clock , people knows digital clock function and job order well all very much. But know but seldom its inner structure and operating principle. The core controller being a digital clock from monolithic machine, can realize the function reckoning by time by the fact that its clock signal is in progress , whose time data is demonstrated out by that the monolithic machine outputing , making use of display. When by the fact that the keyboard can carry out school, wait for a function at the regular time. The output equipment display can use liquid crystal display technology and numerical code to demonstrate a technology. System makes use of the monolithic machine to realize the figure clock having the function reckoning by time , waiting time school , is "mark" ", "second" of modern times timing device "when" the component centering on monolithic machine W78E516B adopt LCD LCD display development display at the same time. Compared with tradition machinery form, it has the travel time precise , demonstrates perception waiting for a characteristic. , because of time of design wants to realize the stopwatch function too when for avoiding guarding against the stopwatch applying, the interruption possibility coming into being makes to error appear on clock, real time designing PCF8563 wielding the clock chip therefore this provide a clock signal , show 24 hours get out , its timing period again from monolithic machine. Have the school time function besides, there are memory function behind interruption of power supply, characteristics such as recovering when supplying electricity but realizing the synchronism reckoning by time; Have a round number at the same time announcing the hour waiting for a function. Make use of the figure clock that the monolithic machine realizes to have a programming nimbly therefore, functional expanding easy to waits for merit. Keywords: Monolithic machine ;clock chip PCF8563 LCD ;LCD display