基于单片机的数字时钟C 语言设计
樊清海
1,2
刘培培2 耿娟平
2
(1.河北工业大学,天津300130; 2.北华航天工业学院,河北廊坊065000)
摘 要:本文利用ST C89C52单片机的16位定时器做成电子时钟。单片机控制1602液晶器不仅能够准确显示年、月、日、星期、时、分、秒的数值,还能够实现时间校正、闹钟报警、断电自动保护数据的功能。关键词:时钟电路;单片机;C 语言
中图分类号:T P333 文献标识码:A 文章编号:1673-7938(2010)06-0004-03
收稿日期:2010-09-13
作者简介:樊清海(1964-),男,高级工程师,河北固安人,主要从事电子信息与通信传输研究。
0 引 言
随着科学技术的飞速发展,电子技术的产业结构调整,人们生活水平的提高,人们对具备报时、日历、闹钟等多功能的智能电子时钟的需求越来越大,传统时钟已不能满足人们的需求。现代的电子设计将数字电路、模拟电路、单片机技术相结合,增加了电子时钟的智能化功能。本文以51系列单片机芯片STC89C52为核心,设计了一个智能电子钟。单片机扩展的1602液晶显示器用来显示年、月、日、星期、时、分、秒计数单元中的数值,不仅能够准确的显示标准时间,还可以对时间进行校正、设置闹钟报警功能、实现断电自动保护显示数据的功能。
整个时钟系统的设计包括两大部分:硬件部分和软件部分。硬件部分是整个系统设计的基础,软件部分则要合理、充分地支持和使用系统的硬件资源,从而完成整个系统所要完成的任务[1]
。
1 数字时钟的硬件设计
整个时钟系统的硬件设计可分为:单片机主控制部分、晶振产生部分、复位电路部分、矩阵键盘、液晶显示、EEPROM 存储芯片、蜂鸣器报警等七部分内容。单片机芯片STC89C52作为控制核心部分,实现整个外围电路的控制。该系统模块结构框图如图1所示:
本系统的计时设计方案是:利用单片机STC89C52芯片的内部16位定时 计数器进行中断
定时,配合软件延时程序实现对数字时钟年、月、日、星期、时、分、秒的计时。整个系统的控制方案是:上电后系统自动进入初始液晶显示状态,然后从EEP ROM 芯片AT24C02中读取存储的数据,从存储的时间数据开始计时;通过按下时间功能选择键S1一次,系统停止计时,进入到时间设定状态,系统保持原有的显示,光标在秒的数值上闪烁;按下S1二次,光标在分数值处闪烁;按下S1三次,光标在时数值处闪烁;随着S1按键按下,光标接着顺序在星期、日、月、年处显示,当光标在不同位置闪烁时,可以设置数值增大键S2和数值减小键S3,分别对光标闪烁的不同位置的数值进行加减操作完成时间的校正,并将校正的时间存入到AT24C02中;当再次按下S1时(即第八次按下),系统重新在校正的时间上计时显示,光标也停止闪烁;再重新按下S1,按键功能按照上面的顺序依次循环下去;按下闹钟设置 启闹 停闹[2]
S4键一次,进入闹钟设置状态,设置完闹钟时间后,按下S4键二次,启动定时闹钟功能,当定时时间一到,蜂鸣器就鸣叫,直到再次按下S4键闹钟停闹;系统扩展了EEPROM 存储芯片AT24C02实现断电自动保护显示数据的功能,随着每秒时间数值的更新以及校正时间的设置,存储到AT24C02中的数值也要不断更新,当断电后再次上电时,时钟会接着断电前的时间数据继续运行。
基于系统上述的控制要求,本文是在T X 1C 单片机开发板上完成的,时钟系统设计主要模块与STC89C52单片机芯片的硬件电路[3]
连接如图2所
示:
第20卷第6期
2010年12月
北华航天工业学院学报
Journal of North China Institute of Aerospace Engineer ing
Vol 20No 6
Dec 2010
图1
数字时钟系统框图
图2 数字时钟硬件电路图
1.1 液晶显示模块
本文选用的是1602液晶显示器,它为5V 电压驱动,带背光,可显示两行,每行16个字符,不能显示汉字
[3]
。本文时间显示格式如1602液晶第一行
2010-06-27M ON ,第二行 15:50:40 。STC89C52芯片的P0口的8位数据与1602液晶显示模块相连,液晶读写信号RS 和液晶使能信号LCDEN 也分别与单片机的P3.5和P3.4相连,从而单片机方便控制液晶器的数据显示。1.2 EEPROM 存储模块
EEPROM 存储芯片AT24C02的数据线SDA 和时钟线SCL 分别与单片机的P2.0和P2.1相连,单片机可以通过软件模拟IIC 总线的工作时序,正确调用各个命令函数就能方便的连接带有IIC 接口的AT24C02芯片,实现串口通信[4]
。
1.3 矩阵键盘模块
时钟硬件电路中有16个4*4矩阵键盘,本文只用到4个按键,所以将矩阵键盘的最右边一列设置为独立按键。程序初始化时将 RD 端置低,然后依次检测 P3.0,P3.1,CSDA 和INT1 是否为低电平即可,如果为低电平则认为被按下。本文设置P3.0为时钟功能键S1,P3.1为数值增大键S2,CS
DA 为数值减小键S3,INT 1为闹钟功能键S4。1.4 蜂鸣器模块
由STC89C52的P2.3控制蜂鸣器(低电平有效)的驱动。每个按键每按下一次松手时,蜂鸣器都会响一声;闹钟时间到时,蜂鸣器发出 滴滴 声。
1.5 其它模块
晶振模块为单片机提供了频率为11.0592MH Z 的内部时钟,复位和晶振模块都采用典型的电路连接,这里不再叙述。2 数字时钟的软件设计
数字时钟的软件系统主要包括:数字时钟主程序、定时中断服务程序、键盘扫描处理程序、液晶时钟显示程序、断电自动保护程序、闹钟设置处理程序等。本文主要针对主程序和定时中断程序进行详细介绍。2.1 主程序
数字时钟主程序主要用于实现程序各参数信号及液晶显示的初始化和键盘监控功能,其实现流程如图3所示
:
图3 主程序流程图
2.2 定时器T 0中断服务子程序
本系统定时采用时钟中断方式,利用T0每隔大约54ms 向CPU 发出一次中断请求(本系统采用11.0592MHZ 晶体振荡器,定时器T0工作在方式1下,定时器初值设定TH 0=(65536-50000) 256;第6期樊清海等:基于单片机的数字时钟C 语言设计2010年12月
T L0=(65536-50000)%256),CPU响应中断后进入中断服务子程序。时钟中断程序以54ms计时产生一次中断,54ms计数单元加1,当该单元数值累计到18时,秒计数单元加1,并将54ms计数单元清0;秒累计到60时,分计数单元加1,并将秒计数单元清0;当分单元累计到60时,时计数单元加1,并将分计数单元清0;当时单元累计到24时,日、星期计数单元加1,并将时计数单元清0;当日单元在1、3、5、7、8、10、12月份累计到31,或者日单元在4、6、9、11月份累计到30,或者在平年的2月份累计到28,或者在闰年的2月份累计到29时,月计数单元加1,并将日计数单元清0;当星期计数单元累加到7时,星期计数单元清0;当月单元累加到12时,年计数单元加1,并将月计数单元清0,本系统数字时钟最多可显示到一万年内的日期。
2.3 键盘扫描处理程序
本系统根据程序需要将矩阵键盘的最右边一列设置为独立按键,即四个有效按键,S1为时钟功能键,S2为数值增大键,S3数值减小键,S4为闹钟功能键。只有当时钟功能键S1按下后,时钟停止计时且光标闪烁时,按下S2、S3键才有效即可以增大或减小年、月、日、星期、时、分、秒数值的大小,从而达到校正时间的功能;一次也没有按S1键,时钟照常计时显示时,按S2、S3键无效,键盘扫描程序不做处理。S4键与S1键没有关联,按下S4键,键盘扫描程序即刻作出处理,设置闹钟时间。当计时数值与闹钟时间相同时,蜂鸣器即鸣叫报警。
2.4 断电自动保护程序
本系统应用了带IIC总线接口的EEPROM存储芯片AT24C02,由于8051系列单片机不存在IIC 总线接口,本文通过软件调用各个函数模拟IIC总线的工作时序,从而达到了利用IIC协议实现串行通信的功能。AT24C02实现断电自动保护显示数据的功能,时间数值的更新以及校正时间的设置,都要不断存储到AT24C02中,当断电后再次上电时,时钟会接着断电前的时间数据继续运行。
3 结 语
本时钟系统以单片机为核心控制部件,通过软件编程实现时钟的智能化功能,具有抗干扰能力强、集成度高、性能稳定、性价比高的优点。本系统的软、硬件部分均通过了实际制作、编程、调试、运行及实际功能验证。结果表明,此数字时钟设计方案完全可行,性能可靠,在实际应用中具有广泛的实用价值。
参考文献:
[1]刘建英.基于单片机的时钟设计[J].内蒙古石油化工,
2005,(1).
[2]张晔,王玉民.单片机应用技术[M].北京:高等教育出
版社,2006.
[3]郭天祥.新概念51单片机C语言教程 入门,提高,
开发,拓展全攻略[M].北京:电子工业出版社,2009. [4]求是科技.8051系列单片机C程序设计完全手册[M].
北京:人民邮电出版社,2006.
The C Language Design of Digital Clock Based on MCU
FAN Qing hai1,2 LIU Pei pei2 GENG Juan ping2
(1.Hebei U niversity of Science&T echnolog y,T ianJin300130;
2.N orth China Institute of A er ospace Eng ineering,Langfang065000,China)
Abstract:An electronic clock was made out of a16 bit timer of ST C89C52micro controller.SCM1602LCD dev ice could not only ac curately di splay the data of year,month,date,w eek,hour,minute and second but also achieve time cor rection,alarming,automatic power off protection data.
Key words:clock circuit;single chip;C language
2010年12月北华航天工业学院学报 第20卷
题目：简单51单片机数字时钟设计 院系: 物理与电气工程学院 专业：自动化专业 班级：10级自动化 姓名：苏吉振 学号：2 老师：李艾华
引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。 单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 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,广泛用于个 人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,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原先的报时功能。诸如定时自动报警、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。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
单片机电子时钟的设计 ----------- 基于单片机的电子时钟 专业：运算机科学与技术 班级：专升本1班 小组成员：张琴张娜赵慧佩 学号：23 24 25
基于单片机的电子时钟设计 摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的进展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的进展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 现代生活的人们越来越重视起了时刻观念，能够说是时刻和金钱划上了等号。关于那些对时刻把握专门严格和准确的人或事来说，时刻的不准确会带来专门大的苦恼，因此以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了专门大的优势。数码管显示的时刻简单明了而且读 数快、时刻准确显示到秒。而机械式的依靠于晶体震荡器，可能会导致误差。 数字钟是采纳数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳固度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采纳LED数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，依照数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时刻的其本功能，还能够实现对时刻的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受宽敞消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。 .
目录 第一章绪论 1.1 数字电子钟的背景 (4) 1.2 数字电子钟的意义 (4) 1.3 数字电子钟的应用 (4) 第二章整体设计方案 2.1 单片机的选择 (5) 2.2 单片机的差不多结构 (7) 第三章数字钟的硬件设计 3.1 最小系统设计 (11) 3.2 LED显示电路 (14) 第四章数字钟的软件设计 4.1 系统软件设计流程图 (16) 4.2 数字电子钟的原理图 (19) 第五章系统仿真 5.1 PROTUES软件介绍 (20) 5.2 电子钟系统PROTUES仿真 (21) 第六章调试与功能说明 6.1 硬盘调试 (22) 6.2 系统性能测试与功能说明 (22) 6.3 系统时钟误差分析 (22) 6.4 软件调试问题及解决 (22) 附件：主程序 (23)
基于单片机的数字时钟摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 本课题主要研究的是基于单片机的数字钟设计，采用AT89C51单片机作为系统的主控芯片,外接LED显示电路,按键电路，晶振电路，复位电路模块构成一个简单的数字钟。通过按键电路能对时、分、秒分别进行设置和实时调整，并将结果显示在数码管上。 关键词：数字钟，单片机，数码管
Abstract Author：cheng dong Tutor：wang xin Electronic technology has been developed rapidly in the 20 century,with its modern electronic products, pushed by almost permeated every area of society has vigorously promoted social productive forces development and improvement of social informatization level, also make modern electronic product performance further improved, and the rhythm of upgrade its products is becoming more and more quickly. The most common SCM module is a digital clock, a digital clock is a kind of digital circuit technology implementation, minutes and seconds, the timing device with mechanical clock compared with higher accuracy and intuitive and no mechanical device, has more longer service life, so it has been widely used. This topic research is the digital clock design based on SCM, AT89C51 SCM as the main control chip system, external LED display circuit, key circuits, crystals circuit, reset circuit module constitute a simple digital clock. Through the key circuits can respectively the diffculties, minutes and seconds setting and real-time adjustment, and the result showed that in the digital tube. Key words:digital clock SCM ; digital
目录 1.概论 (1) 2.整体设计思路 (2) 2.1硬件各部分所能完成的功能 (3) 2.2系统工作原理 (4) 2.3时钟各功能分析及图解 (4) 2.4.1电路各功能图解分析 (4) 2.4.2电路功能使用说明 (7) 3. 软件设计思路 (8) 3.1 主程序模块 (8) 3.2 数码管动态扫描模块 (9) 3.3 当前时间计时模块 (9) 3.4 闹钟输入输出模块 (10) 3.5 当前时间调整模块 (12) 3.6复位模块 (13) 4.系统的调试和性能分析 (14) 4.1系统的调试方法 (14) 4.1.1输入按键的调试 (14) 4.1.2复位电路的调试 (14) 4.1.3显示电路的调试 (14) 4.1.4整个系统的联调 (14) 4.2心得体会 (15) 参考文献 (15) 附录 (16) 附录A 系统原理图 (16) 附录B 程序源代码 (17) 电气信息学院课程设计评分表 (28)
1.概论 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[4]。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。
计算机硬件综合课程 设计报告 课目： 学院： 班级： 姓名： 指导教师： 目录 1 设计要求 功能需求 设计要求
2 硬件设计及描述 总体描述 系统总体框图 Proteus仿真电路图 3 软件设计流程及描述 程序流程图 函数模块及功能 4 心得体会 附：源程序 设计要求 功能需求 实现数字时钟准确实时的计时与显示功能； 实现闹钟功能，即系统时间到达闹钟时间时闹铃响； 实现时间和闹钟时间的调时功能； 刚启动系统的时候在数码管上滚动显示数字串（学号）。设计要求 应用MCS-51单片机设计实现数字时钟电路； 使用定时器/计数器中断实现计时； 选用8个数码管显示时间；
使用3个按钮实现调时间和闹钟时间的功能。按钮1：更换模式（模式0：正常显示时间；模式1：调当前时间的小时；模式2；调当前时间的分钟；模式3：调闹钟时间的小时；模式4：调闹钟时间的分钟）；按钮2：在非模式0下给需要调节的时间数加一，但不溢出；按钮3：在非模式0下给需要调节的时间数减一，但不小于零； 在非0模式下，给正在调节的时间闪烁提示； 使用扬声器实现闹钟功能； 采用C语言编写程序并调试。 2 硬件设计及描述 总体描述 单片机采用AT89C51型； 时间显示电路：采用8个共阴极数码管，P1口驱动显示数字，P2口作为扫描信号； 时间设置电路：、、分别连接3个按键，实现调模式，时间加和时间减； 闹钟：口接扬声器。 系统总体框图 Proteus仿真电路图
3 软件设计流程及描述 程序流程图
函数模块及功能 void display_led() 学号的滚动显示函数； void display() 显示时间以及显示调节时间和闹钟时间的闪烁； void key_prc() 键盘功能函数，实现3个按键有关的模式转换以及数字加一减一； void init() 初始化设置中断；
基于单片机数字时钟设计
单片机数字时钟课程设计
基于单片机数字时钟设计 一、设计目的：本文介绍是基于单片机的多功能数字时钟，在传统的时钟基础上它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点。随着电子产业的发展，时钟的数字化、多功能化已经成为现在时钟生产研究的主导设计方向。其实巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力。最后通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机应用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法，内容及步骤。 多功能数字时钟的用途十分广泛，只要有计时的存在，便要用到数字时钟的原理及结构；同时在日期中，它以其小巧，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者的喜爱。随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断提高。时钟已不仅仅被看出一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现在时钟生产研究的主导设计方向。 二、设计要求：本次课程设计的电子时钟电路由AT89C51时钟 电路动态数码管显示电路组成，运用汇编语言控制单片机AT89C51来实现动态数码管显示。
利用AT89C51单片机P0口控制数码的位显示，P2口控制数码管的段显示，p1口与按键相连，用于时间的校正。 实现24小时制电子钟，6位数码管显示，显示时分秒。 显示格式：23-59-59。有调时，调分，调秒按钮。 三、AT89C51管脚说明 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存
辽东学院信息技术学院 《单片机原理与接口技术》课程设计报告简易数字钟设计 学生姓名： 学号： 0915110606 班级： B1106 专业：电子信息工程 指导教师： 2014年07月
【摘要】 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 单片机数字时钟是以单片机为核心，在它的基础上设计出来的数字时钟，本设计采用了STC公司生产的AT80C51型单片机设计了一个单片机最小系统，外接LED 显示电路，按键电路，晶振电路，复位电路模块构成了一个简易的数字钟，具有显示、时、分、秒的功能，且时、分、秒每一个参数都可以自行设置，以实现时间的校正，总体来说实现了一个数字时钟的应有功能。 关键词：80C51系列单片机、单片机最小系统、时钟定时器、4位一体数码管显示
【Abstract】 At the end of twentieth Century, electronic technology has obtained the rapid development, under its impetus, the modern electronic products into almost every field of the society, a strong impetus to the development of social productivity and the improvement of social information-based degree, simultaneously also makes the modern electronic products to further improve the performance, product upgrading have become increasingly fast pace. SCM module is the most common digital clock, digital clock is a device for digital circuit technology, minutes, seconds, compared with the mechanical clock has a higher accuracy and intuitive, and no mechanical devices, has a longer service life, so it is widely used. Single chip digital clock is a single-chip microcomputer as the core, the digital clock design based on it, this design uses the AT80C51 microcontroller STC produced the design of a microcomputer system, connected with the LED display circuit, keyboard circuit, crystal circuit, reset circuit module consists of a simple digital clock, with a display, when, minutes and seconds, function, and when, minutes and seconds, all parameters can be set up, to correct the realization of time, generally realize the function of a digital clock. Keywords：80C51 Series MCU, MCU minimum system, clock timer, one of 4 digital tube display
郑州科技学院 《单片机原理及应用》课程设计
目 录 0 引言3 1 设计方案4 2 系统设计7 2.1 硬件原理12 2.2 软件原理16 3 实验与仿真19 4 结论21 参考文献22 附录1 程序23 附录2 仿真电路图26 0 引言 近年来，随着电子产品的发展，随着社会竞争的激烈，人们对数字时钟的要求越来越高。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间，忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 因此从人们的日常生活到工厂的自动控制，从民用时钟到科学发展所需的时钟，现代人对时间的精度和观察时间的方便有了越来越多的需求。人们要求随时随地都能快速准确的知道时间，并且要求时钟能够更直观、更可靠、价格更便宜。这种要求催生了新型时钟的产生。 除此之外，由于对社会责任的更多承担，人们要求所设计的产品能够产生尽量少的垃圾、能够消耗尽量少的能量。因此人们对时钟的又有
了体积小、功耗低的要求。 传统的机械表由于做工的高精细要求，造价的昂贵，材料的限制，时间指示精度的限制，使用寿命方面，以及其它方面的限制，已不能满足人们的需求。另外，近些年随着科技的发展和社会的进步，人们对时钟的要求也越来越高，而使得新型电子钟表成了大势所趋。 另外单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 1 设计方案 1.1 任务及要求 ①通过单片机内定时器控制走时，准确持续走时，调时不影响走时。 ②在八个数码管上显示时、分、秒及两个小数点。 ③含有闹钟功能，可以选择闹钟开关，可以设定闹铃时间。 ④到达闹钟时刻蜂鸣器警报，可以关掉警报。 1.2 系统功能说明 电子钟的格式为：XX.XX.XX ，由左向右分别为：时、分、秒。完成显示由秒01一直加1至59，再恢复为00；分加1，由00至01，一直加1至59，再恢复00；时加1，时由00加至23之后秒、分、时全部清清零。该钟使用T0作250us的定时中断。 走时调整：走时过程中直接调整且不影响走时准确性，按下时间选择键对“时、分、秒”显示进行调整，每按一下时间加，即加1，时间减，即减1。
基于单片机的数字钟设计毕业设计 目录 1. 引言 (1) 2. 关于单片机 (3) 2.1单片机的发展 (3) 2.2 单片机的开发背景 (5) 2.2 单片机的开发背景 (6) 2.3 AT89S52单片机 (7) 2.3.1 AT89S52单片机引脚功能 (8) 2.3.2 AT89S52单片机硬件结构的特点 (9) 2.3.3 AT89S52单片机的硬件原理 (11) 3. 方案设计与论证 (13) 4. 系统总体结构框图 (14) 5. 系统的硬件设计 (14) 5.1 显示部分电路的设计 (14) 5.1.1 LED数码显示管的基本原理 (14) 5.1.2 数码管显示模块分析 (15) 5.1.3 LED显示电路 (16) 5.2 控制部分电路的设计 (16) 5.2.1 时钟模块 (16) 5.2.2 温度模块 (16) 5.2.3 音乐模块 (17) 5.2.4 复位模块 (17) 5.2.5 光识模块 (18) 6. 系统的软件设计 (19) .参考资料.
6.1 各模块的程序设计 (19) 6.1.1 计时程序 (19) 6.1.2 定时闹钟程序 (19) 6.1.3 温度程序 (19) 6.2 系统程序设计的总体框图 (20) 7. 系统电路的制作与调试 (21) 7.1 电路硬件焊接制作 (21) 7.2 调试的主要方法 (21) 7.3 系统调试 (21) 7.3.1 硬件调试 (21) 7.3.2 软件调试 (21) 7.3.3 联机调试 (22) 7.3.4调试中遇到的问题及解决方法 (22) 结论 (24) 参考文献 (25) 附录1 数字钟电路图 (27) 附录2 程序清单 (27) 附录3 英文资料 (65) 附录4 英文资料翻译 (76) 致谢 (84) .参考资料.
1 引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。而时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。除此之外，由于对社会责任的更多承担，人们要求所设计的产品能够产生尽量少的垃圾、能够消耗尽量少的能量。因此人们对时钟的又有了体积小、功耗低的要求。 传统的机械表由于做工的高精细要求，造价的昂贵，材料的限制，时间指示精度的限制，使用寿命方面，以及其它方面的限制，已不能满足人们的需求。另外，近些年随着科技的发展和社会的进步，人们对时钟的要求也越来越高，而使得新型电子钟表成了大势所趋。 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，译码代替机械式传动，用LED 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。 在电子技术高速发展推动下微机开始向社会各个领域渗透同时大规模集成电路获得了高速发展，单片机的应用正在这时不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字
基于单片机的数字钟设计及时间校准研究﹡ 陈姚节戴泽军 （武汉科技大学计算机学院 430081 ） 摘要用单片机来设计数字钟，软件实现各种功能比较方便。但因软件的执行需要一定的时间，所以就会出现误差。对比实际的时钟，查找出误差的来源，并作出调整误差的方法，使得误差近可能的小，使得系统可以达到实际数字钟的允许误差范围内。 1 , 串 使用。采用一个频率为 11.0592 MHz 的晶振构成时钟电路。系统原理图如图 1 ： 图1 系统原理图 2．软件实现与流程 2.1 主程序
由于系统的主要功能都是有程序中断来完成的，主程序基本上没什么事可做，但因键盘扫描是通过程序查询的方式实现的，所以主程序只循环扫描键盘。主程序流程图如图2所示： 2.2 定时和串口程序 2.3 数据的显示与刷新 更新显示器涉及到两个操作：发数据和改片选信号。但实践发现，代码中无论是先改片选信号还是先发数据信号，都会出现重影（即相邻两位显示差不多）这也是动态扫描引起的。实践先该片选，则前一位的数据会在下一位显示一段时间；先发数据，则后一位的数据会在前一位显示一段时间。因而出现重影。解决这个问题的办法是先进行一个消影操作，然后再发片选，最后发数据。这样就很好地解决了重影问题。这样做的关键在于，在极短
的一段时间内让显示器都不亮，等一切准备工作都做好了以后再发数据，只要显示频率足够快，是看不出显示器有闪烁的（程序用定时中断频率作为显示更新频率，在表 1 中，只当更新率??00 赫兹时，才发现显示器有闪烁）。这段显示程序代码如下： P1=0 x00; // 消影 作为一次还是多次处理，必须有一个标准。程序中我用到了一个标志位，相当于中断系统的中断标志。当用户按下键时，标志清零，松开键时，标志恢复；键按下超过一定时间（靠一扫描计数器判定）后，恢复标志，则经过一定的时间延迟（也靠一扫描计数器判定）可以响应一次按键（即一次按键的多次响应）。而事实上，键盘响应程序就是一个事件触发器，键盘的每一个状态（按下，松开, 点击）都可能引发一段响应程序（如：重新设定键按下 =>
山东大学威海分校 基于单片机的数字时钟 C51单片机 王若愚 学号200800800307 2010/7/18
概述 AT89C51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4K的可编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片机芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 功能特性概述 AT89S51提供以下标准功能：4K字节闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗（WDT），两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中到内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有工作部件直到下一个硬件复位。
AT89S51硬件电路原理 复位及振荡电路 复位电路由按键复位和上电复位两部分组成，如图2所示。AT89S系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC 充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为8.2K和10uF。 按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。 MCS51 LITE使用22.1184MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路， 所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。
单片机课程设计报告 课题名称：数字时钟 一、设计目的： 随着半导体技术的不断发展，各种微处理芯片的性价比越来越高，在各个领域的应用也越来越广泛，其中MCU在工业控制、航天航空、民用家电、医疗设备等方面占有十分重要的地位。我们在之前所学习的MCS-51系统单片机就是MCU中的一员，作为低端的8位MCU它具有价格低、适配器件成熟种类多等优势，因此尽管现在32位、16位MCU不断发展，但8位的MCU仍占有大约50%的市场份额，同时它也是我们学习MCU的必要的入门途径，本次实习就是应用我们所学习的MCS-51单片机进行一次实际制作，要经过从硬件设计、软件设计、实验电路调试、软件调试直至最后作品焊接成型，这对以前我们所学习的理论知识进行进一步的巩固和深化，更重要的是学习以MCU为控制核心的应用的实际设计流程及基本的实践动手能力。 二、设计内容 应用AT89S51及相关器件制做一个LED数码显示电子时钟。所需使用的软件及硬件具体内容如下： 1．使用软件及器件 1）软件：Keil uVision2（IDE集成开发环境）、ELITE-IV单片机开发系统、protel99se 2）器材清单：
三、实习步骤 1．根据实习内容及所提供元器件，设计硬件电路，提供的参考电路见图1，也可自行设计 1）复位及晶振电路是单片机最小系统必备部分 2）三个按钮接在P3.0、P3.1、P3.2上用于调整时、分、秒 3）P2口送LED数码显示的段码 4）P1.0至P1.5送数码显示控制的位码 2．根据设计的硬件电路，在面包板上搭接实验电路 3．在硬件基础在keil上上进行软件设计，调试 4．调试通过后，向A T89S51烧写程序 5．将烧写好的A T89S51插接到实验电路中，验证是否正常，如果正常说明软、硬件正确可进行电子时钟焊接制做。 6．焊接好电子时钟后，再次上电调试，验证通过，实习圆满完成。 注意的问题： ●单片机在锁紧座的正确放法：单片机缺口朝上。 ●在面包板上接好电路后，先用万用表测量一下电源及地是否会短路。 ●接电源调试时不能带电插拔元件 四、元件参数 1．9012 9012是一种最常用的普通三极管。 它是一种低电压,大电流,小信号的PNP型硅三极管 集电极电流Ic：Max -500mA 集电极-基极电压Vcbo：-40V 工作温度：-55℃to +150℃ 主要用途：开关应用、射频放大
20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 本课题主要研究的是基于单片机的数字钟设计，采用AT89C51单片机作为系统的主控芯片,外接LED显示电路,按键电路，晶振电路，复位电路模块构成一个简单的数字钟。通过按键电路能对时、分、秒分别进行设置和实时调整，并将结果显示在数码管上。
1 引言 (3) 2 单片机介绍 (4) 3 数字钟硬件设计 (4) 3.1系统方案的确定 (4) 3.2功能分析 (4) 3.3数字钟设计原理 (5) 3.3.1键盘控制电路 (5) 3.3.2晶振电路 (6) 3.3.3复位电路 (7) 3.3.4数码显示电路 (7) 4.数字钟的软件设计 (8) 4.1程序设计内容 (8) 4.2源程序 (9)
1 引言 在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路和软件电路的设计，让单片机得到广泛的应用，几乎是从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用。单片机小的系统结构几乎是所有具有可编程硬件的一个缩影，可谓是“麻雀虽小，肝胆俱全”，单片机的学习和研究是对微机系统学习和研究的简捷途径。基于单片机的定时和控制装置在许多行业有着广泛的应用，而数字钟是其中最基本的，也是最具有代表性的一个例子[1]，用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置。因为机具有体积小、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[2]，因此具有很大的研究价值。
广西理工职业技术学院 毕业设计（论文）说明书题目：简易电子时钟设计 系别：电气工程系 专业班级：11机电2 姓名：黄武锦 学号：20112323 指导教师：黎有好 二〇一三年七月二十四日
目录 1.概论 (2) 2.整体设计思路 (3) 2.1硬件各部分所能完成的功能 (4) 2.2系统工作原理 (5) 2.3时钟各功能分析及图解 (5) 2.4.1电路各功能图解分析 (5) 2.4.2电路功能使用说明 (8) 3. 软件设计思路 (9) 3.1 主程序模块 (9) 3.2 数码管动态扫描模块 (10) 3.3 当前时间计时模块 (10) 3.4 闹钟输入输出模块 (11) 3.5 当前时间调整模块 (13) 3.6复位模块 (14) 4.系统的调试和性能分析 (15) 4.1系统的调试方法 (15) 4.1.1输入按键的调试 (15) 4.1.2复位电路的调试 (15) 4.1.3显示电路的调试 (15) 4.1.4整个系统的联调 (15) 4.2心得体会 (16) 参考文献 (16) 附录 (17) 附录A 系统原理图 (17) 附录B 程序源代码 (18) 电气信息学院课程设计评分表 (29)
1.概论 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[4]。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。
钟〔★〕这里用了两种编写方法（即汇编语言与C语言） （1．开机时，显示12：00：00的时间开始计时； （2．P0.0/AD0控制“秒”的调整，每按一次加1秒； （3．P0.1/AD1控制“分”的调整，每按一次加1分； （4．P0.2/AD2控制“时”的调整，每按一次加1个小时； 2．电路原理图 3．系统板上硬件连线 （1．把“单片机系统”区域中的P1.0－P1.7端口用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的A－H端口上； （2．把“单片机系统：区域中的P3.0－P3.7端口用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的S1－S8端口上； （3．把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0、P0.1/AD1、P0.2/AD2端口分别用导线连接到“独立式键盘”区域中的SP3、SP2、SP1端口上； 4．相关基本知识 （1．动态数码显示的方法 （2．独立式按键识别过程 （3．“时”，“分”，“秒”数据送出显示处理方法 5．程序框图 6．汇编源程序 SECOND EQU 30H MINITE EQU 31H HOUR EQU 32H HOURK BIT P0.0 MINITEK BIT P0.1 SECONDK BIT P0.2 DISPBUF EQU 40H DISPBIT EQU 48H T2SCNTA EQU 49H T2SCNTB EQU 4AH TEMP EQU 4BH ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 START: MOV SECOND,#00H MOV MINITE,#00H MOV HOUR,#12 MOV DISPBIT,#00H MOV T2SCNTA,#00H MOV T2SCNTB,#00H MOV TEMP,#0FEH LCALL DISP
毕业设计 中图分类号： 基于单片机控制的电子时钟设计 专业名称：应用电子技术 学生姓名：王明宗 导师姓名：王春霞 职称：讲师 焦作大学机电工程学院 2012年 12 月
中图分类号：密级： UDC：单位代码： 基于单片机控制的电子时钟设计 Based on single-chip microcomputer control the design of the electronic clock 姓名王明宗学制3年 专业应用电子技术研究方向电子技术 导师王春霞职称讲师 论文提交日期2012.12.20 论文答辩日期2012.12.31 焦作大学机电工程学院
摘要 现代生活的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，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。所以数字电子钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，以AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，并在数码管上显示相应的时间。 关键词：单片机 AT89S51 电子时钟
ABSTRACT Modern life people pay more and more attention to up the concept of time, can say time and money off the equal sign. For those who grasp of time is very strict and accurate person or thing, it is not accurate time will bring very big trouble, so to digital tube for display clock than pointer clock showed a lot of advantages. Digital tube display time simple and fast reading, time accurate display to seconds. So the digital clock accuracy, stability is far more than the old mechanical clock. And mechanical dependent on the crystal oscillators, may lead to error. In this design, we adopt LED digital tube display, points, SEC to 24 hours time way, according to the principle of dynamic display of digital tube to show that AT89S51 chip as the core, with the necessary circuit, design a simple electronic clock, it consists of 4.5 V dc power supply, through the digital tube can accurately display the time, adjusting time, and in the digital tube display the corresponding time. Key word:SCM AT89S51 electronic clock