智能电子钟

五邑大学单片机课程设计

学院：信息工程学院

专业：轨道交通自动化

题目：智能电子钟

姓名：时凌云车广基

学号：11071436 11071401

班级：110714

时间：2013.12.11

指导老师：黄辉

成绩：

目录

一引言 (3)

1.1 研究的背景和意义 (2)

1.2 本论文所做的主要工作 (3)

二系统的方案设计 (4)

2.1设计要求 (5)

2.2整体设计方案 (6)

2.2.1系统结构 (7)

2.2.2 工作流程 (8)

三系统的硬件设计与实现 (9)

3.1 主处理模块 (10)

3.2 按键模块 (11)

3.3 显示模块 (12)

3.3.1 LCD显示器接口及显示方式 (13)

3.3.2 显示电路 (14)

3.4 闹铃报时模块 (15)

3.5 DS1302时钟芯片流程图和电路原理图和pcb板图. . . . . . .16

四系统的软件设计 (17)

4.1主程序设计 (18)

4.2显示子程序设计 (19)

4.3键盘子程序设计 (20)

4.4闹铃子程序的设计 (21)

4.5总程序设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

五系统的仿真测试及实现 (23)

模块仿真测试 (24)

结束语 (25)

11071436：硬件部分：原理图，封装，打印，钓鱼，。软件部分：写程序.论

文部分：目录中四，五。

11071401：硬件部分：打孔，焊接，软件部分：调试仿真。论文部分：目录

中一，二，三。

一引言

1.1 研究的背景和意义

单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机具有体积小、功能多、价格低廉、使用方便、系统设计灵活等优点。因此，它应用广泛前景美好，它的实用性大大地提高了我对毕业设计的兴趣。

在我国，单片机的开发应用已有15年左右，已经形成一支庞大的技术开发队伍，为我国单片机应用积累了丰富的经验。随着电子技术、计算机芯片技术和微电子技术的飞速发展促进了单片机技术一日千里的变化。

随着半导体技术的飞速发展，以及移动通信、网络技术、多媒体技术在嵌入式系统设计中的应用，单片机从4位、8位、16位到32位，其发展历程一直受到广大电子爱好者的极大关注。单片机功能越来越强大，价格却不断下降的优势无疑成为嵌入式系统方案设计的首选，同时单片机应用领域的扩大也使得更多人加入到基于单片机系统的开发行列中，推动着单片机技术的创新进步。

然而传统的单片机系统开发除了需要购置诸如仿真器、编程器、示波器等价格不菲的电子设备外，开发过程也较繁琐。来自英国Labcenter Electronics公司的Proteus软件很好地诠释了利用现代EDA工具方便快捷开发单片机系统的优势。它包括PROTEUS VSM（Virtual System Modelling）、PROTEUS PCB DESIGN 两大组成部分，在PC机上就能实现原理图电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证以及形成PCB文件的完整嵌入式系统设计与研发过程。

单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软件编程设计两个方面，其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试3个过程。如果采用单片机系统的虚拟仿真软件——Proteus，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。

数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒，数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

电子钟在工业控制和日常生活中是很重要的，它不仅可以用于计时、提醒又可用于对机器的控制，在自动化的过程中必然有电子钟的参与，因此电子钟的应用会越来越广泛。而且向着精确、低功耗、多功能发展。基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。从而，使数字钟的精度仅仅取决于单片机的产生机器周期电路和定时器硬件电路的精确度。另外，程序较为简洁，具有可靠性和较好的可读性。如果我们想将它应用于实时控制之中，只要对上述程

序和硬件电路稍加修改，便可以得到实时控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。

数字电子钟的设计方法有多种，例如，可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有特点，其中，利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，便于功能扩充，精确度高等特点。

所以利用单片机为控制核心制作智能电子时钟具有重要的意义和有广泛的应用空间。

1.2 本论文所做的主要工作

本题目研究的内容是以AT89C51单片机芯片为核心，设计一个智能电子钟，该电子钟可以显示小时、分钟、秒，可以整点提醒，使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，以及定时设定功能。对于每个时间段都有不同的任务，其具体要实现上述功能的任务的步骤如下：

（1）熟悉硬件,了解各引脚的功能,分块设计各部分电路；

（2）分块的电路组合,完成整体电路图；

（3）认真学习51单片机汇编语言，确定编程结构和思路，编辑各个程序模块，综合各程序完成整体程序；

（4）进行调试程序，进行修改，用Proteus画出电路图，画出仿真图进行仿真；

（5）对仿真中出现的问题进行修改，系统设计的实现。

二系统的方案设计

2.1设计要求

本题目研究的内容是以AT89C51单片机芯片为核心，设计一个智能电子钟，该电子钟可以显示小时、分钟、秒，可以整点提醒，使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，以及定时设定功能。

具体技术要求如下：

（1）以AT89C51单片机为核心器件，设计智能电子钟电路；

（2）完成软件编程设计，实现时间显示，整点提醒，时、分调整，秒表/时钟功能转换，以及定时设定功能的功能。

（3）完成软硬件的联合调试与测试；

2.2整体设计方案

2.2.1系统结构

此次设计主要是应用AT89C51单片机来设计电子时钟，硬件部分主要分以下电路模块：显示电路用六个数码管分别显示小时（年份）、分钟（月份）和秒（日），键盘部分是3x4组成的键盘矩阵；整点提示部分由蜂鸣器和8位发光二极管组成。单片机采用AT89C51单片机，这种单片机应用简单，适合电子钟设计。电路的总体设计框架如图2-1：