基于51单片机的电子钟设计
基于51单片机的多功能电子钟设计
基于51单片机的多功能电子钟设计1. 本文概述随着现代科技的发展，电子时钟已成为日常生活中不可或缺的一部分。
本文旨在介绍一种基于51单片机的多功能电子钟的设计与实现。
51单片机因其结构简单、成本低廉、易于编程等特点，在工业控制和教学实验中得到了广泛应用。
本文将重点阐述如何利用51单片机的这些特性来设计和实现一个具有基本时间显示、闹钟设定、温度显示等功能的电子钟。
本文的结构安排如下：将详细介绍51单片机的基本原理和特点，为后续的设计提供理论基础。
接着，将分析电子钟的功能需求，包括时间显示、闹钟设定、温度显示等，并基于这些需求进行系统设计。
将详细讨论电子钟的硬件设计，包括51单片机的选型、时钟电路、显示电路、温度传感器电路等。
软件设计部分将介绍如何通过编程实现电子钟的各项功能，包括时间管理、闹钟控制、温度读取等。
本文将通过实验验证所设计的电子钟的功能和性能，并对实验结果进行分析讨论。
通过本文的研究，旨在为电子钟的设计提供一种实用、经济、可靠的方法，同时也为51单片机的应用提供一个新的实践案例。
2. 51单片机概述51单片机，作为一种经典的微控制器，因其高性能、低功耗和易编程的特性而被广泛应用于工业控制、智能仪器和家用电器等领域。
它基于Intel 8051微处理器的架构，具备基本的算术逻辑单元（ALU）、程序计数器（PC）、累加器（ACC）和寄存器组等核心部件。
51单片机的核心是其8位CPU，能够处理8位数据和执行相应的指令集。
51单片机的内部结构主要包括中央处理单元（CPU）、存储器、定时器计数器、并行IO口、串行通信口等。
其存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器通常用于存放程序代码，而数据存储器则用于存放运行中的数据和临时变量。
51单片机还包含特殊功能寄存器（SFR），用于控制IO端口、定时器计数器和串行通信等。
51单片机的工作原理基于冯诺伊曼体系结构，即程序指令和数据存储在同一块存储器中，通过总线系统进行传输。
基于51单片机的电子时钟
1、电子闹钟的硬件系统框架：设计出电子闹钟的基本整体框架。
2、电子闹钟的电源设计：采用交直流供电电源。
电子钟一般采用数码管等显示介质，因而必须以交流供电为主，以直流电源为后备辅助电源。
3、电子闹钟的主机电路设计：主要有1）系统时钟电路设计：对时间要求不是很高，只要能使系统可靠起振并稳定运行就行。
2）系统复位电路设计：本系统采用的是RC复位方式3）按键与按钮电路设计：按键与按钮电路设计中关键要考虑的就是按键的去抖动问题。
本系统采用软件去抖。
考虑到对时和设定闹铃时间操作的使用频率不高，为了精简系统和降低成本，本系统只设置两个按键。
a）SET键，对应系统的不同工作状态，具有3个功能：在复位后的待机状态下，用于启动设定时间参数（对时或定闹）；在设定时间参数状态而且不是设定最低位（即分个位）的状态下，用于结束当前位的设定，当前设定位下移；在设定最低位（分个位）的状态下，用于结束本次时间设定。
b）+1键，用于对当前设定位进行加1操作。
4）闹铃声光指示电路设计：本系统采用声音指示，关键元件是蜂鸣器。
4、电子闹钟的显示电路设计：设计一个由LED数码管组成的显示电路，显示采用共阳极数码管，其目的是为了简化限流电路的设计和实现亮度可调的要求。
一功能模、设计指标：1. 显示时、分、秒。
2. 可以24小时制或12小时制。
3. 具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4. 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
5. 为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
二、设计要求：1. 画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。
并以文字对原理作辅助说明。
2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。
3. 选择合适的元器件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。
基于51单片机的电子时钟设计
基于51单片机的电子时钟设计
摘要：本文论述了基于51单片机的电子时钟设计，包括硬件设计与软件编程。
其中，硬件设计包括基本指示灯、DS1302时钟芯片等的选择与连接，时钟电路、晶振电路的设计等。
软件编程包括时钟显示的实现，时钟校准、闹钟等功能的实现等。
本设计具有精度高、操作简便、易于实现等特点，可广泛应用于各种场合。
关键词：51单片机；电子时钟；硬件设计；软件编程
前言
随着人们生活水平的提高，电子时钟已经成为人们生活中必不可少的物品，目前市场上各种类型的电子时钟层出不穷。
本文以51单片机为基础，设计了一款高精度、易于操作的电子时钟，采用DS1302时钟芯片作为时钟驱动芯片，实现了时钟的准确显示、校准、闹钟等功能。
硬件设计
硬件设计主要包括控制器、时钟驱动、显示装置以及电源。
本设计采用了AT89C51单片机作为控制器，一块DS1302时钟芯片作为时钟驱动，LED数字管作为显示装置。
同时，本设计采用了USB供电方式，其电源电压为5V。
软件编程
软件编程主要包括时钟显示、时钟校准、闹钟功能的实现等。
时钟显示采用了动态显示方式，实现了时间的精确定位。
同时，本设计还具有时钟校准功能，在程序接通时，可自动对时钟进行校准，保证时钟的精确度。
此外，本设计还具有设置闹钟的功能，用户可在指定时间响起闹钟。
结论本文以51单片机为基础，设计了一款高精度、易于操作的电子时钟。
通过对硬件设计、软件编程的设计与实现，使得该产品能够准确显示时间，保证了时钟的稳定性，满足了时间的要求，目前已
得到广泛应用。
基于51单片机的数字电子时钟设计
课程设计任务书摘要数字钟因其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。
单片机为基础上设计出来的数字时钟数字钟，在日常生活中最常见，应用也最广泛。
本次课程设计的时钟就是以STC89C52单片机为核心，配备LED显示模块、时钟模块、等功能模块的数字电子钟。
采用24小时制方式显示时间。
文章主要从硬件设计和软件编程两个大的方面。
硬件电路设计主要包括中央处理模块、时钟模块，显示模块等几部分。
时钟电路采用DS1302芯片，并选用LED显示器。
软件方面用keil C语言来实现。
软硬件配合，达到电子时钟精准的显示。
关键字：单片机，时钟模块，精准目录1绪论 (2)1.1设计概述 (2)1.2技术简述 (2)1.3本课题的背景 (3)1.4本课题的意义 (3)2系统设计 (4)2.1设计目的 (4)2.2设计功能及要求 (4)2.3设计思路 (4)2.4硬件方案 (4)2.4.1时钟芯片的选择 (5)2.4.2显示屏的选择 (5)2.4.3单片机的选择 (5)2.5软件方案 (5)2.6整体方案 (6)2.7元器件清单 (6)3硬件设计 (7)3.1单片机最小系统 (7)3.1.1时钟电路 (7)3.1.2复位电路 (8)3.2时钟电路 (8)3.3电源电路 (9)3.4系统整体电路 (9)3.5系统仿真 (10)3.6硬件制作 (10)4软件设计 (11)4.1程序设计步骤 (11)4.2系统主程序 (11)4.3时钟模块子程序 (12)4.4显示模块子程序 (12)4.5主程序 (13)5联机调试 (14)6总结 (15)7参考文献 (16)1绪论1.1设计概述在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路和软件程序的设计，使单片机得到广泛的应用，从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用。
数字电子时钟是基于单片机和DS1302时钟芯片的一种计时工具。
基于51单片机的电子时钟设计
基于51单片机的电子时钟设计51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统的微控制器，由于其性能稳定、易于编程和成本相对较低的特点，被广泛应用于各种电子设备中。
在现代社会，电子时钟已经成为人们日常生活中不可或缺的工具。
随着科技的不断发展，电子时钟在功能和外观上都得到了极大的提升，如今的电子时钟不仅可以显示时间，还能设置闹钟、定时、显示温湿度等功能。
本文通过对51单片机的应用和实践，设计了一款功能丰富的电子时钟，旨在探讨如何利用51单片机实现电子时钟的设计与制作过程。
首先，我们将介绍51单片机的基本原理和特点。
51单片机是一种8位微控制器，由Intel公司于1980年推出，至今已有数十年的历史。
它采用哈佛结构，具有较高的工作速度和稳定性，适合用于各种嵌入式系统。
51单片机的指令系统简单，易于学习和掌握，因此被广泛用于各种嵌入式应用中。
除此之外，51单片机的外围设备丰富，可以通过外部扩展模块实现各种功能，如串口通信、定时器、数模转换等，这也为我们设计电子时钟提供了便利。
其次，我们将详细介绍基于51单片机的电子时钟的设计和实现过程。
电子时钟主要由时钟模块、显示模块、闹钟模块等部分组成，通过合理的接线和程序设计实现各种功能。
首先，我们设计时钟模块，通过外部晶振产生时钟信号，并利用51单片机的定时器模块实现时间的精确计算和显示。
同时，我们还设计了显示模块，采用数码管或液晶屏显示时间和日期信息，通过数字或字符的组合，使信息直观清晰。
此外，闹钟模块也是电子时钟的重要功能之一，我们可以设置闹钟时间，并在设定时间触发闹钟功能，提醒用户。
通过合理的程序设计，我们可以实现电子时钟的各种功能，并提升用户体验。
最后，我们将讨论基于51单片机的电子时钟在实际生活中的应用前景和发展趋势。
随着智能家居的快速发展，电子时钟作为家庭必备的电子设备，其功能和外观需求也在不断提升。
未来，基于51单片机的电子时钟将会更加智能化，可以与手机、电视等智能设备联动，实现更多个性化的功能。
基于51单片机的电子时钟
闹钟提醒电路
本次设计是通过蜂鸣器来完成闹钟提醒的功能的，蜂鸣器与芯片的P2.0相连。
按键控制电路
键盘是最常用的输入设备，是实现人机对话的纽带，具体来说键盘接口应完成以下操作功能： （1）键盘扫描，以判定是否有键被按下； （2）键识别，以确定闭合键的位置； （3）排除多建、复键及去抖。 以上这些功能通常是以软硬件结合的方式来完成的，即在软件的配合下由接口电路来完成。
键盘显示方案
AT89C52的P0口和P1口外接八个LED数码管（LED7~LED0）构成显示 器 ， 用 P0 口 LED 的 段 码 输 出 口 ， P1 口 做 八 个 LED 数 码 管 的 位 选 输 出 口 ， P3.0~P3.2外接三个按键K1、K2、K3构成键盘电路。
硬件电路
显示电路
void time() interrupt 1
//定时器中断
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
tt++;
if(tt==20)
{ tt=0;
miao++;
if(miao==60)
{
miao=0;
fen++;
if(fen==60)
{
fen=0;
shi++;
if(shi==24)
{
shi=0;
}
}
write_n_sfm(n_shi,n_fen,n_miao);
else
write_sfm(shi,fen,miao);
if(n_shi==shi&&n_fen==fen)
(完整word版)基于51单片机多功能电子时钟报告
单片机课程设计报告多功能电子数字钟姓名:学号:班级：指导教师：目录一课程设计题目—-—-———--—--—-—--------—-——---—- 3二电路设计--------——-——---—--——---——--————-——--—- 4三程序总体设计思路概述——-------———-——--——5四各模块程序设计及流程图——--—---------——6五程序及程序说明见附录-—-——————-—-—---—-- ＊*六课程设计心得及体会-----————-————--——--—- 11七参考资料—-—-—---—--———-———--————-—-----—----—-—12一题目及要求本次单片机课程设计在Proteus软件仿真平台下实现，完成电路设计连接，编程、调试，仿真出实验结果。
具体要如下：用8051单片机设计扩展6位数码管的静态或动态显示电路，再连接几个按键和一个蜂鸣器报警电路，设计出一个多功能电子钟,实现以下功能: (1)走时（能实现时分秒,年月日的计时）（2）显示(分屏切换显示时分秒和年月日，修改时能定位闪烁显示）(3）校时(能用按键修改和校准时钟）(4)定时报警（能定点报时）本次课程设计要求每个学生使用Proteus仿真软件独立设计制作出电路图、完成程序设计和系统仿真调试,验收时能操作演示.最后验收检查结果,评定成绩分为：（1)完成“走时+显示+秒闪”功能—-——及格(2）完成“校时修改”功能---—中等(3）完成“校时修改位闪"---—良好(4)完成“定点报警”功能，且使用资源少----优秀二电路设计（电路设计图见附件电路图）（1）采用89C51型号单片机（2）采用8位共阴数码管（3）因为单片机输出高电平时输出的电流不足以驱动数码管,所以在P0口与8位数码管之间加74LS373来驱动数码管（4）P2口与数码管选择位直接加74LS138译码器（5）蜂鸣器接P3。
7口。
基于51单片机,电子显示时钟带闹钟、整点报时、日期、星期
{ StrTab[1]=second/10; //秒十位
StrTab[0]=second%10; //秒个位
StrTab[2]=10; //间隔符-
StrTab[4]=minute/10; //分十位
StrTab[3]=minute%10; //分个位
StrTab[5]=10; //间隔符-
void display(uchar w[32])
{ unsigned int i,j,c=0;
if(a==0)//正常时间显示
{ for(i=0;i<8;i++) //依次将数组w中八个数取出，并显示
{ P2=weikong_code[i]; //位选
j=w[i]; //取出要显示的数码
P0=tab[j]; //取出段选编码
if(month==13)
{month=1; year++;
if(year==10000)
year=0;}}
week++;//星期走
if(week==8)
week=1;
data1();
week1();
while(second==err);
}
}
/**********************键盘扫描子程序*************************/
{if(dБайду номын сангаасy==30); //闰年29天
{day=1; month++;
if(month==13)
{month=1; year++;
if(year==10000)
year=0;}}}
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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AbstractThe 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。
二系统方案设计及各模块原理本电子钟系统直接采用AT89S52单片机芯片控制时钟，外围电路简单，同时该芯片为用户提供了良好的编程环境。
外围电路设计包括两大部分，分别是液晶显示部分和按键控制部分。
在设计过程中采用了一个复位和三个对时间进行调整的按键。
复位按键用于对时钟走时进行复位，调时按键用于调整时间。
设计的整个过程都采用数字电路，保证了系统工作的可靠性与稳定性。
单片机本身使得设置和调时操作更加准确，综上所述，整体的电路设计思路如下图1-1所示。
图1-1 系统整体原理图2.1 AT89S52核心模块本次课程设计的核心控制器件是美国ATMEL公司生产的AT89S52单片机芯片，它是一种低功耗、高效能CMOS 8位微控制器，具有在系统可编程Flash 存储器。
使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得该芯片可以为众多的嵌入式控制应用系统提供了高灵活、超有效的解决方案。
2.1.1 AT89S52单片机简介其引脚结构如下图2-1-1所示：图2-1-1 AT89S52引脚结构图引脚功能说明：VCC : 电源GND : 接地P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对其写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也作为低8位地址/数据复用。
P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。
对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入。
P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。
对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。
在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。
对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
P3口亦作为AT89S52特殊功能使用，如下所示。
P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)INT(外部中断0)P3.2 0INT(外部中断1)P3.3 1P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
RST: 复位输入。
晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。
在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。
在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。
PSEN:外部程序存储器选通信号，当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN 将不被激活。
EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。
为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。
为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。
XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
2.1.2 AT89S52主要性能--与MCS-51单片机产品兼容--8K字节在系统可编程Flash存储器--1000次擦写周期--全静态操作：0Hz～33Hz--三级加密程序存储器--32个可编程I/O口线--三个16位定时器/计数器--八个中断源--全双工UART串行通道--低功耗空闲和掉电模式--掉电后中断可唤醒--看门狗定时器--双数据指针--掉电标志位2.2 复位模块对单片机电路而言，复位操作主要是完成单片机内电路的初始化，使其能够从一种确定的状态开始运行。