基于51单片机的电子钟设计

摘要

本次的课程设计基于单片机技术原理，以美国ATMEL公司开发的AT89S52芯片作为核心控制器。通过硬件电路的制作及软件程序的编制，设计制作了一种具有复位、校时功能的数字时钟系统。利用1602液晶同时显示提示信息和时间信息，用户可通过系统上的按键对时间进行调整，实现实时的时钟显示。本次设计的硬件由主控模块、复位模块以及显示模块构成。复位模块主要由电阻、电容、按键和发光二极管组成而显示模块则由1602字符液晶构成，用于显示提示信息和实时时钟。

关键词：AT89S52；LCD 1602; 实时时钟

Abstract

The curriculum design is based on the principles of microcomputer technology and has adapted the AT89S52 chip developed by the ATMEL company of American as the core controller. A digital clock system with the functions of both reset and time adjustment is realised by the hardware circuit board making and the software programming. LCD 1602 is used to display the prompt and time information. The users can adjust time through the buttons on the system with the purpose of the real-time displaying. The reset module is made up of the resistance, capacitance, small button and light-emitting diode while the display module is mainly realized through the LCD 1602 to display the relative information including prompt and real-time clock message.

Key words: AT89S52, LCD 1602, Real-time clock

目录

引言 (1)

一系统功能设计 (2)

1.1 系统概述 (2)

1.2 单元电路设计概述 (2)

二系统方案设计及各模块原理 (3)

2.1 AT89S52核心模块 (3)

2.1.1 AT89S52单片机简介 (4)

2.1.2 AT89S52主要性能 (5)

2.2 复位模块 (6)

2.2.1 复位电路组成 (6)

2.2.2 复位电路分析 (6)

2.3 显示模块 (7)

2.3.1 1602液晶简介 (7)

2.3.2 1602引脚说明 (7)

三系统程序设计 (8)

四印制电路板的设计与制作 (9)

4.1 印刷电路板的布线设计 (9)

4.2 印刷电路板的制作 (9)

五电路板的调试 (9)

六总结 (10)

谢辞 (11)

参考文献 (12)

附录 (13)

引言

单片机是一种采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU，随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等集成到一块硅片上构成一个小而完善计算机系统的集成电路芯片。

目前单片机已经渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到某个领域没有单片机的踪迹了。自导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，到广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等这些都离不开单片机，更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。

单片机，“麻雀虽小，五脏俱全”，在科技高速发展的今天，由单片机自由发挥的舞台更加宽广，现已明显的朝着巨型化，单片化和网络化方向发展。因此在大学阶段打好基础，为今后真正学会并灵活运用好单片机做好充分的准备，是我们每一个电子信息类专业大学生义不容辞的责任。

本着学以致用的原则，本次课程设计我从实际生活出发，结合单片机原理和技术理论的学习，设计制作了一个电子时钟，通过液晶显示时间，希望经过简单电子制作的程序，在实际动手做板和软件编程过程中，体会单片机强大功能的同时提高自己动手的能力。

一系统功能设计

1.1 系统概述

根据所学过的有关电子电路和单片机方面的相关知识，以AT89S52单片机芯片为核心控制器件，采用LCD1602 字符液晶显示时间。

在单片机外围设置四个按键，其中三个用于调整时间还有一个用于完成复位操作。

整个系统功能设计利用单片机内部16位定时/计数器实现定时，每经过1秒的时间，单片机会控制秒变量加1，加到60秒时，分变量加1，分变量加到60时，时变量加1，时变量加到24时，返回00继续计时，从而实现了电子时钟的基本走时功能。用AT89S52单片机芯片作为主控制器，使用其内部16位定时器的定时功能和其可位寻址的IO端口控制各个输入输出设备，用晶振作为单片机时钟脉冲的输入电路。LCD1602字符液晶作为输出设备，显示所有的时钟和用户在编程时所设置的初始提示信息。按键作为输入设备，用于输入和修改时钟信息。

电路的基本工作原理是：晶振为单片机提供走时所需要的时钟脉冲，使其能够逐条地执行内存中的程序。16位定时器提供时间的累加，并将这种累加的效果通过字符型液晶1602显示出来，从而最终实现了一个电子钟系统的设计。

1.2 单元电路设计概述

（1）复位电路

电路实现上电自动复位和人工复位，对于51单片机而言，只要复位电路接高电平超过两个时钟周期(12M晶振约2us)，即可产生复位操作，用10pF电容和10K电阻构成充放电电路，其时间常数超过2us，可实现复位，当按键按下时，RESET处产生2us的高电平，从而实现复位功能。

（2）时钟电路

8051内部已有振荡电路，只需在XTAL1和XTAL2两个管脚处接一个石英晶振即可。

（3）液晶显示电路

用于显示时间信息。