基于单片机的数字电子钟设计毕业设计论文

单片微机原理与应用课程设计

题目数字电子钟

系 (部) 机电工程系

班级

姓名

学号

指导教师

2014 年 2 月 24 日至 3 月 7 日共 2 周2014 年 3 月 7 日

目录

1 摘要.......................................................................................................... I

2 硬件选择与电路设计 (2)

2.1系统构成原理图 (2)

2.2单片机的选择 (2)

2.2.1单片机复位电路及晶振电路 (3)

2.3时钟芯片DS1302 (4)

2.3.1 DS1302引脚说明 (4)

2.3.2 DS1302电路设计与分析 (5)

2.4显示电路及驱动 (6)

3 软件设计与仿真调试 (8)

3.1程序编写与调试 (8)

3.2 仿真电路调试 (9)

4总结与体会 (11)

参考文献 (12)

附录一源程序 (13)

附录二仿真结果图 (22)

1 摘要

时钟是现代社会应用广泛的计时工具,在航天、电子等科研单位,工厂、医院、学校等企事业单位,各种体育赛事及至我们每个人的日常生活中都发挥着重要的作用。

现今,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,石英表,石英

钟都采用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调校,数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替指针显示,减小了计时误差。

电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时间精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。当今市场上的电子时钟品类繁多，外形小巧别致。也有体型较大的，诸如公共场所的大型电子报时器等。电子时钟首先是数字化了的时间显示或报时器，在此基础上，人们可以根据不同场合的要求，在时钟上加置其他功能，比如定时闹铃，万年历，环境温度、湿度检测，环境空气质量检测，USB扩展口功能等。

2 硬件选择与电路设计

2.1系统构成及原理图

整体电路由单片机、时钟芯片DS1302、复位电路、晶振电路、数码管驱动电路（74LS373）、显示电路（6位共阳数码管）构成。该硬件电路设计简单，抗干扰能力强。数字电子钟系统原理图如图2.1。

图2.1数字电子钟原理图

2.2 单片机的选择

目前在单片机系统中，应用比较广泛的微处理器芯片主要为8XC5X系列单片机。该系列单片机均采用标准MCS-52内核，硬件资源相互兼容，品类齐全，功能完善，性能稳定，体积小，价格低廉，货源充足，调试和编程方便，所以应用极为广泛。

例如比较常用的AT89C2052单片机，带有2KB Flash可编程、可擦除只读存储器（E2PROM）的低压、高性能8位CMOS微型计算机。拥有15条可编程I/O引脚，2个16位定时器/计数器，6个中断源，可编程串行UART通道，并能直接驱动LED输出。

仅仅是为了完成时钟设计或者是环境温度采集设计，应用AT89C2052单片机完全可以实现。但是将两种功能结合在一片单片机上，就需要更多的I/O引脚，故本设计采用具有32根I/O引脚的AT89C52单片机。

AT89C52单片机是一款低功耗，低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB（可经受1000次擦写周期）的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM），器

件采用CMOS工艺和ATMEI公司的高密度、非易失性存储器（NURAM）技术制造，其输出引脚和指令系统都与MCS-52兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此，AT89C52是一种功能强，灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用在各个控制领域。

AT89C52具有以下主要性能：

1.4KB可改编程序Flash存储器；

2.全静态工作：0——24Hz；

3.128×8字节内部RAM；

4.32个外部双向输入/输出（I/O）口；

5.6个中断优先级；2个16位可编程定时计数器；

6.可编程串行通道；

7.片内时钟振荡器。

此外，AT89C52是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式——空闲方式（Idle Mode）和掉电方式（Power Down Mode）。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。AT89C51引脚图如图2.2。

图2.2 AT89C52芯片

2.2.1 单片机复位电路及晶振电路

时钟电路采用内部振荡方式，在引脚XTAL1和XYAL2外接晶体振荡器，频率

12MHZ。电容C1、C2起稳定振荡频率，快速起振的作用，值为30PF。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。复位电路及晶振电路如图2.3。

铉锚鈰赘。

图2.3单片机复位电路及振荡电路

2.3时钟芯片DS1302

DDS1302是美国DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟日历芯片，附加31字节静态RAM ，采用SPI 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和RAM 数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V 。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。有主电源和备份电源双引脚，而且备份电源可由大容量电容（＞1F ）来替代。需要强调的是，DS1302需要使用32.768KHz 的晶振。買鲷鴯譖昙

膚遙闫撷凄。

2.3.1 DS1302引脚说明

DS1302引脚图如图2.4。

VCC11

X12X23GND 4

VCC28SCLK 7I/O 6RST

5

DS 1302

图2.4 DS1302芯片引脚图