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。通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零，从而达到精确地计时的功能

数字电子时钟是人民日常生活补课缺少的工具。具有体积小、功耗低、功能强、性价比高、易于推广应用的优点，在自动化装置、智能仪器表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。

1.2技术简述

数字电子时钟系统中用到的单片机是一种集成。在电路芯片，是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/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

STC89C52单片机采取的半导体工艺，具有很多显著的特点，集成度高，体积小。内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。同时控制功能强、功耗小、电压低。外部总线采用串行总线连接，缩小了体积。并且其系统扩展和系统配置典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。

时钟模块选取的DS1302芯片是美国DALLAS公司推出的一种高性能、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。

DS1302芯片工作电压为2.5V～5.5V。同时采用三线接口与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的用于临时性存放数据的RAM寄存器。

DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。具有用于高速数据暂存的31×8 RAM，2引脚的串行I/O，2.5-5.5V满度工作范围，用于时钟或RAM数据读写的单字节和多字节数据传送，双电源引脚，可选慢速充电至VCC1等特性。

1.3本课题的背景

1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。

本次课程设计是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。

1.4本课题的意义

随着现代人类生活节奏的加快，人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以用液晶屏为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。DS1302时钟芯片确定时间准确性更高，并且其成本相对更低。

现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用液晶显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。

同时在本次课程设计中，将再次熟悉和练习proteus工具软件的使用，复习KEIL C语言编程。对智能仪器仪表课程理论知识提供实践基础，并完善智能仪器仪表课程的知识结构，形成智能仪器仪表的全方位知识贯通。达到理论知识与动手实践相结合。

2系统设计

2.1设计目的

1、掌握电子时钟的基本工作方式。

2、熟悉DS1302芯片的特性。

3、通过使用各基本指令，进一步熟练掌握单片机的编程和程序调试。

4、制作一款廉价精准的电子时钟。

2.2设计功能及要求

1、液晶显示器可以精确显示动态时间。

2、单片机发送的信号通过程序控制液晶上显示。

3、单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作。

4、时钟走时与标准时间一致，可校对时间。

2.3设计思路

利用AT89C52单片机及DS1302时钟芯片的特点，设计一种基于DS1302单片机控制，再利用液晶显示的数字钟。本系统利用AT89S52作为CPU进行总体控制，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，通过DS1302时钟芯片获取准确详细的年、月、日、周、日、时、分、秒准确时间，对时钟信号进行控制，同时利用液晶显示芯片LCD1602对时间进行准确显示年、月、日、周、日、时、分、秒。

2.4硬件方案

硬件系统主要分为控制模块，时钟模块，显示模块三个部分。其中控制imokuai由STC89C52做为核心控制器，包括复位电路和晶振电路。时钟模块采用低功耗，高精准的DS1302芯片做为时钟芯片，辅以3V电池保证断电后时钟芯片继续计时。显示模块液晶显示器采用具有微功耗、体积小、显示内容丰富、