论文-数字时钟

.本科毕业论文（设计）题 目： 电子时钟 专 业： 学生姓名： 学生学号： 系 别： 年级、班： 指导教师： 职称：2011年 9月10日宜宾学院Y I B I N U N I V E R S IT Y摘要本文主要介绍了基于单片机电子时钟的设计。

本设计由单片机AT89S52芯片和6位LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个基于单片机的电子时钟。

其中详细讨论了它从软件上实现的过程，重点在时钟调整的方式：中断处理的方法，以及用定时器计数设计时间的方法。

然后，关于显示的实现，在调节时间与正常走时显示，我们都是通过数码管让其动态显示。

中间还讨论了电子时钟的程序流程及实现方法以及电子时钟的原理图。

最后对数字钟的稳定性和精确性作了相关的讨论。

在文章的最后附件中，给出了设计的实物图以及实现电子时钟的源程序。

关键词：时钟，单片机，数码管， C语言AbstractThis paper mainly introduces the design based on single chip microcomputer electronic clock. This design by monolithic integrated circuit AT89S52 chip and six LED digital pipe as the core, with the necessary circuit, and compose a based on SCM electronic clock.Among them is discussed in detail from the realization of software on it, the key is in the process of adjusting the clock interrupt handling way: the method, and the count of time with timer design method. Then, about the realization of the show, in the regulating time and normal display, we are walking through a tube to the digital dynamic display. Middle also discussed the electronic clock program flow and realization method. At last the stability of a digital clock and accuracy of the relevant discussion. At the end of the article in the appendix is given, and the realization of the electronic clock principle chart and the source program.Keywords：A clock, a single-chip microcomputer, digital tube, the C language目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.2 当今电子时钟的现状 (1)1.3 研究电子时钟的意义和功能介绍 (1)1.4本课题介绍 (2)第2章方案论证与比较 (3)2.1电子时钟方案 (3)2.2数码管显示方案 (3)第3章系统硬件设计 (4)3.1 总体方案设计 (4)3.1.1系统说明 (4)3.1.2系统框图 (4)3.2模块设计 (4)3.2.1电源部分 (4)3.2.2复位电路 (5)3.2.3程序下载接口 (6)3.2.4位选部分 (6)3.2.5数码管的连接电路 (7)3.2.6控制部分 (8)第4章原理图与PCB图 (9)4.1 原理图 (9)4.2PCB图 (10)第5章软件设计 (10)5.1 主程序流程图 (10)5.2 时间设定程序流程图 (11)第6章结论 (12)参考文献 (13)致谢 (14)附录一实物图 (14)附录二时钟程序 (15)第1章绪论1.1 应用前景电子时钟显示的计时装置,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,远远超过老式指针式钟表, 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1.2 当今电子时钟的现状现今，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。

时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。

在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。

本设计主要以设计简单电子时钟为目的，由单片机AT89S52芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，如数码管驱动，调时按键等构成了一个单片机电子时钟。

1.3 研究电子时钟的意义和功能介绍意义：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。

功能介绍：本设计时钟能用六个数码管分别显示月份，日期，小时（24小时制）、分钟、秒，能对各位进行调节。

1）初始化时6个七段显示器刚好用来显示时,分，秒的部分或者月日部分。

2）本设计的电子时钟有2种显示模式，分别是显示时间的模式和显示日期的模式，初始化位显示时间模式，当按下第二功能键（显示日期键）时，能在4个数码管上显示日期的模式。

3）用户可以设置电子时钟的时间。

设置时间时必须先单击模式选择按钮，进入调整时间模式，选择相应的调节位，然后再单击调整时间加减按钮，使其调节为正确的时间。

4）单击调整时间的加按钮时，电子时钟的分或者秒会一直往上增加，当增加到59就会循环到0，电子时钟的时会增加到23就会循环到0，电子时钟的月也是增加到12循环至0，但日就不一样了，它会由月来决定增加到的最高数值，其数值遵循现实的值。

当单击调整时间的减按钮时，与增刚好相反，减为0时，循环到相应数值最高位去。

1.4本课题介绍本设计是用单片机设计的一个简单的数字时钟，采用AT89S52单片机芯片、6位数码管、三极管驱动以及按键组合而成；时钟的计时方式是用单片机芯片自身的定时器计数，每来一个脉冲响应中断记一次数，计到一秒使秒增一。

时间的设定是采用优先级更高的中断，这样在进行时间调整时，定时器中断就屏蔽了，也就是在调整时间时暂停走秒。

由于本设计是又定时器设定的计数，所以时间存在一点的误差，也即走时精确度不是百分之百。

设计本论文的工作是掌握单片机定时器和中断的编程及应用。

还有就是数码管的段选及位选的掌握，对数码管的要求，需加驱动电路才能让它正常显示。

该电子时钟设计的一些具体指标如下：显示范围：秒：0~60分：0~60时：0~24日：0~28（或30）（或31）月：0~12显示步进：1秒调节步进：1个单位误差：1.5秒/时第2章方案论证与比较2.1电子时钟方案电子时钟是本设计的最主要的部分。

根据需要，可利用两种方案实现。

方案一：本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887A。

该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。

为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。

当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。

而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。

方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。

原理为：在单片机内部存储器设五个变量分别存放时钟的月、日、时、分、秒信息。

利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。

该方案具有硬件电路简单的特点。

但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。

而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。

基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成电子时钟的功能。

2.2数码管显示方案方案一：静态显示。

所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。

该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。

静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。

但当所显示的位数较多时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的浪费。

方案二：动态显示。

所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。

利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。

显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。

调整参数可以实现较高稳定度的显示。

动态显示节省了I/O口，降低了能耗。

从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。

第3章 系统硬件设计3.1 总体方案设计3.1.1系统说明利用单片机（AT89S52）制作简易电子时钟，由六个LED 数码管分别显示小时十位、小时个位、分钟十位、分钟个位、秒钟十位、秒钟个位。

6个PNP 管（9012）分别驱动六个数码管，三个按键用于时间调整。