电子时钟计时器的设计

湖南人文科技学院

课程设计报告

课程名称：单片机原理及应用课程设计

设计题目：电子时钟的设计 __________

系别：___________ 通信与控制工程系____________ 专业：________________ 通信工程_______________ 班级：______________ 09级通信二班_____________ 学生姓名：袁琦黄文付 _________________ 学号：09416230 09416227 ______ 起止日期：2011年12月20日~2011年12月30日

教研室主任：刘建闽

指导教师：________ 王善伟姚毅谢四莲教研室主任：刘建闽

摘要

时钟是人类日常生活必不可少的工具，本设计从日常生活中常见的事物入手，通过对电子时钟的设计，让我们认识到单片机已经深入到我们生活的每个领域，该设计不仅可以锻炼我们的动手能力，而且可以加深我们对单片机的认识和激发我们对未知科学领域的探索。

本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要内容。它体积小，成本低、功能强、使用方便、可靠性高等一系列优点，广泛应用于智能产业和工业自动化上。本次设计采用独立式按键进行时间调整，其中STC89C52 是核心元件，同时采用数码管LED 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。它的计时周期为24 小时，显满刻度为“ 23 时59分59 秒”，另外利用DS1302 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。该系统同时具有硬件设计简单、工作稳定性高、价格低廉等优点。

关键词：STC89C52 ; LED数码管；8255芯片；DS1302芯片；

目录

设计要求 0

1．方案论证与对比 0

1.1 方案一 0

1.2 方案二 (1)

1.3 方案对比 (1)

2．系统硬件电路的设计 (2)

2.1 单片机的选择及引脚功能介绍 (2)

2.2 8255A 芯片的结构及引脚功能介绍 (3)

2.3 DS1302 芯片的结构及引脚功能介绍 (5)

2.4 显示电路设计 (6)

2.5 电源电路设计 (7)

2.6 键盘动态扫描电路设计 (7)

3．控制系统的软件设计 (8)

3.1 主程序流程图 (8)

3.2 显示子程序 (9)

3.3 闹钟时间设定功能程序 (10)

3.4 键盘扫描程序 (11)

4．系统功能调试与整体指标 (11)

4.1 硬件调试与分析 (11)

4.2 软件调试与分析 (12)

4.3 性能分析 (12)

5．详细仪器清单 (12)

6．总结与思考及致谢 (13)

参考文献 (14)

附录一：程序（方案一） (15)

附录二：程序（方案二） (23)

电子时钟的设计

设计要求

利用单片机作为控制核心，完成一个时钟计时器。具体要求如下:

⑴采用6位LED数码显示时、分、秒。

(2) 时制式为24小时制。

(3) 使用按键开关可实现时、分调整。

(4) 秒表/时钟功能转换。

⑸定时设定提醒的功能。

(6) 整点提醒(蜂鸣)。

(7) DS1302设时，对时，掉电记忆时间的功能。

1. 方案论证与对比

1.1方案一

图1方案一系统方框图

1.2方案二

此方案采用专用时钟芯片DS1302精确计时，单片机STC89C52实时读取时钟显示至6位数码管。如图2所示：

图2方案二系统方框图

1.3方案对比

以上方案中，方案一设计简洁，编程比较简单，计时精度不高，准确性不能完全保证。虽硬件简洁、成本更低廉、便于实现，绿色环保，编程简单易写，不能达到提高同学们编程的能力和对单片机及其扩展芯片的学习和深程度的去了解单片机及其更广泛的应用，故在此我们选择挑战，放弃对其选择。虽然我们对其进行了放弃，但我们也把此方法的程序写好以便进行对比。

方案二与方案一相比，编程比较复杂，计时精度较高，而且可以灵活运用，可扩展性好，并能充分的利用单片机的有效资源。还可让我们培养我们的自学能力，自己去发掘单片机内部结构及其扩展功能，自己去学会怎样对其他芯片控制的学习方法，使得课程设计具有一定的挑战性，正因如此，故我们选择方案二。

2. 系统硬件电路的设计

2.1单片机的选择及引脚功能介绍

STC89C52具有如下特点：40个引脚（引脚图如图四所示），4k Bytes Flash 片内 程序存

储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ），32个外部双向输入/输出（I/O ） 口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通 信口，看门狗（WDT ）电路，片内时钟振荡器。

此外，STC89C52RC 设计和配置了振荡频率可为 0Hz 并可通过软件设置省电模 式。空闲模式下，CPU 暂停工作，而RAM 定时计数器，串行口，外中断系统可继续 工作，掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活 或硬件复位。同时该芯片还具有

PDIP 、TQFP 和PLCC 等三种封装形式，以适应不 同产品的需求。

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图4 STC89C52芯片引脚图

引脚功能介绍:

VCC （ 40）： + 5V ; GND （20）:接地；

P0口（39- 32）: P0口为8位漏极开路双向I/O 口，每引脚可吸收8个TTL 门电流; P1 口( 1— 8): P1 口是从内部提供上拉电阻器的8位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接 收和

输出 4个 TTL 门电流；

P2口(21 — 28): P2口为内部上拉电阻器的8位双向I/O 口，P2口缓冲器可接收和 输出4

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