利用51单片机制作六位的电子数字钟

基于51单片机的多功能电子钟设计1. 本文概述随着现代科技的发展，电子时钟已成为日常生活中不可或缺的一部分。

本文旨在介绍一种基于51单片机的多功能电子钟的设计与实现。

51单片机因其结构简单、成本低廉、易于编程等特点，在工业控制和教学实验中得到了广泛应用。

本文将重点阐述如何利用51单片机的这些特性来设计和实现一个具有基本时间显示、闹钟设定、温度显示等功能的电子钟。

本文的结构安排如下：将详细介绍51单片机的基本原理和特点，为后续的设计提供理论基础。

接着，将分析电子钟的功能需求，包括时间显示、闹钟设定、温度显示等，并基于这些需求进行系统设计。

将详细讨论电子钟的硬件设计，包括51单片机的选型、时钟电路、显示电路、温度传感器电路等。

软件设计部分将介绍如何通过编程实现电子钟的各项功能，包括时间管理、闹钟控制、温度读取等。

本文将通过实验验证所设计的电子钟的功能和性能，并对实验结果进行分析讨论。

通过本文的研究，旨在为电子钟的设计提供一种实用、经济、可靠的方法，同时也为51单片机的应用提供一个新的实践案例。

2. 51单片机概述51单片机，作为一种经典的微控制器，因其高性能、低功耗和易编程的特性而被广泛应用于工业控制、智能仪器和家用电器等领域。

它基于Intel 8051微处理器的架构，具备基本的算术逻辑单元（ALU）、程序计数器（PC）、累加器（ACC）和寄存器组等核心部件。

51单片机的核心是其8位CPU，能够处理8位数据和执行相应的指令集。

51单片机的内部结构主要包括中央处理单元（CPU）、存储器、定时器计数器、并行IO口、串行通信口等。

其存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。

程序存储器通常用于存放程序代码，而数据存储器则用于存放运行中的数据和临时变量。

51单片机还包含特殊功能寄存器（SFR），用于控制IO端口、定时器计数器和串行通信等。

51单片机的工作原理基于冯诺伊曼体系结构，即程序指令和数据存储在同一块存储器中，通过总线系统进行传输。

标签：DIY基于51单片机的旋转LED数字电子钟(红外线遥控调时)在网上看到不少老外做的各种旋转ＬＥＤ显示屏，非常ＣＯＯＬ，我也动手用洞洞板试做了一个类似的显示屏，结果感觉还不错。

于是再接再励继续努力，将作品进一步改进，完善后制成如今这个样子。

由于刚学51单片机，加上制作电路板软件也是从零开始，的确花了我不少的时间和精力。

不过也就是在这艰难的独立制作中，真正学到了不少实在的东西。

本项目的关键是如何解决高速旋转的电路板如何供电，如何调时的问题。

我采用电机电刷的原理，将旋转轴钻空，通过一只插头将电源的从反面引到前面的电路板上，而这个旋转的插头又与固定在背板上的两个铜片接触的。

调时的问题有些困难，一是让电路板在旋转前与ＰＣ机相接，由电脑传送调时数据，这虽然可行但不方便。

还有就是用遥控方法，但此方案在调试方面有很大的困难。

显示方式上，我采用平衡式的两排ＬＥＤ，这除了在旋转时能较好的保持平衡外，主要能利用两边交替显示方式，比单排要快一倍。

本装置不仅是一个时钟，它还可以动态显示汉字及图案，这就看如何发挥了。

其具体制作过程如下：一。

旋转电机的制作从制作成本与方便考虑，选用旧电脑用的大软驱上的直流无刷电机，只是对局部进行改造。

就是这种古董软驱软驱上的直流无刷电机拆开后的电机仔细拆开直流电机，将带圆盘的铝轴从中开孔，让它刚好能插入一个插头。

将旋转轴加工成这样装配好以后按拆开时的顺序，反序将轴安装直流电机上。

电机装配完成后用两片铜片做的电刷电刷装好后的侧面图将电路板上较突出的元件改焊在反面，电机的电源接法。

从电路板标注的符号看，“＋”为电源正，“Ｇ”为电源负，“Ｃ”与“Ｍ”端分别与电源正相连匀可使电机运转将一张旧唱片按电机座的位置开孔，而定位用的挡光板应根据电路板上感光组件的位置确定。

二。

电路板的制作本制作品用５１单片机控制，具体电原理图如下：用Protel 99设计制作了电路板。

最后得到完成的作品。

遥控器用的是松下车载机的，只用了其中的六个键。

1、电子闹钟的硬件系统框架：设计出电子闹钟的基本整体框架。

2、电子闹钟的电源设计：采用交直流供电电源。

电子钟一般采用数码管等显示介质，因而必须以交流供电为主，以直流电源为后备辅助电源。

3、电子闹钟的主机电路设计：主要有1）系统时钟电路设计：对时间要求不是很高，只要能使系统可靠起振并稳定运行就行。

2）系统复位电路设计：本系统采用的是RC复位方式3）按键与按钮电路设计：按键与按钮电路设计中关键要考虑的就是按键的去抖动问题。

本系统采用软件去抖。

考虑到对时和设定闹铃时间操作的使用频率不高，为了精简系统和降低成本，本系统只设置两个按键。

a）SET键，对应系统的不同工作状态，具有3个功能：在复位后的待机状态下，用于启动设定时间参数（对时或定闹）；在设定时间参数状态而且不是设定最低位（即分个位）的状态下，用于结束当前位的设定，当前设定位下移；在设定最低位（分个位）的状态下，用于结束本次时间设定。

b）+1键，用于对当前设定位进行加1操作。

4）闹铃声光指示电路设计：本系统采用声音指示，关键元件是蜂鸣器。

4、电子闹钟的显示电路设计：设计一个由LED数码管组成的显示电路，显示采用共阳极数码管，其目的是为了简化限流电路的设计和实现亮度可调的要求。

一功能模、设计指标：1. 显示时、分、秒。

2. 可以24小时制或12小时制。

3. 具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。

校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。

4. 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。

5. 为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。

二、设计要求：1. 画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。

并以文字对原理作辅助说明。

2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。

3. 选择合适的元器件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。

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。

多功能电子数字钟姓名 :学号 :班级 :指导教师:目录一课程设计题目-------------------------------- 3二电路设计--------------------------------------- 4三程序总体设计思路概述------------------- 5四各模块程序设计及流程图---------------- 6五程序及程序说明见附录------------------- **六课程设计心得及体会---------------------- 11七参考资料--------------------------------------- 12一题目及要求本次单片机课程设计在Proteus软件仿真平台下实现，完成电路设计连接，编程、调试，仿真出实验结果。

具体要如下：用8051单片机设计扩展6位数码管的静态或动态显示电路，再连接几个按键和一个蜂鸣器报警电路，设计出一个多功能电子钟，实现以下功能：(1)走时（能实现时分秒，年月日的计时）(2)显示（分屏切换显示时分秒和年月日，修改时能定位闪烁显示）(3)校时（能用按键修改和校准时钟）(4)定时报警（能定点报时）本次课程设计要求每个学生使用Proteus仿真软件独立设计制作出电路图、完成程序设计和系统仿真调试，验收时能操作演示。

最后验收检查结果，评定成绩分为：(1)完成“走时+显示+秒闪”功能 ----及格(2)完成“校时修改”功能----中等(3)完成“校时修改位闪”----良好(4)完成“定点报警”功能，且使用资源少----优秀二电路设计（电路设计图见附件电路图）（1）采用89C51型号单片机（2）采用8位共阴数码管（3）因为单片机输出高电平时输出的电流不足以驱动数码管,所以在P0口与8位数码管之间加74LS373来驱动数码管（4）P2口与数码管选择位直接加74LS138译码器（5）蜂鸣器接P3.7口。

因为单片机输出高电平时输出的电流不足以驱动蜂鸣器所以蜂鸣器，所以P3.7口与蜂鸣器直接接反相器再接蜂鸣器的一端，蜂鸣器的另一端接5V电源。

基于51单片机的简易电子钟设计一、设计目的现代社会对于时间的要求越来越精确，电子钟成为家庭和办公场所不可缺少的设备之一、本设计基于51单片机，旨在实现一个简易的电子钟，可以显示当前的时间，并且能够通过按键进行时间的调整和设置闹钟。

二、设计原理本设计主要涉及到51单片机的IO口、定时器、中断、LCD显示技术等方面知识。

1.时钟模块时钟模块采用定时器0的中断进行时间的累加和更新。

以1秒为一个时间单位，每当定时器0中断发生，就将时间加1，并判断是否需要更新小时、分钟和秒的显示。

同时，根据用户按键的操作，可以调整时间的设定。

2.显示模块显示模块采用16x2字符LCD显示屏，通过51单片机的IO口与LCD连接。

可以显示当前时间和设置的闹钟时间。

初次上电或者重置后，LCD显示时间为00:00:00，通过定时器中断和键盘操作，实现时间的更新和设定闹钟功能。

3.键盘模块键盘模块采用矩阵键盘连接到51单片机的IO口上，用于用户进行时间的调整和设置闹钟。

通过查询键盘的按键状态，根据按键的不同操作，实现时间的调整和闹钟设定功能。

4.中断模块中断模块采用定时器0的中断，用于1秒的定时更新时间。

同时可以添加外部中断用于响应用户按键操作。

三、主要功能和实现步骤1.系统初始化。

2.设置定时器，每1秒产生一次中断。

3.初始化LCD显示屏，显示初始时间00:00:00。

4.查询键盘状态，判断是否有按键按下。

5.如果按键被按下，根据不同按键的功能进行相应的操作：-功能键：设置、调整、确认。

-数字键：根据键入的数字进行时间的调整和闹钟设定。

6.根据定时器的中断，更新时间的显示。

7.判断当前时间是否与闹钟设定时间相同，如果相同，则触发闹钟，进行提示。

8.循环执行步骤4-7，实现连续的时间显示和按键操作。

四、系统总结和改进使用51单片机设计的简易电子钟可以显示当前时间，并且实现时间的调整和闹钟设定功能。

但是由于硬件资源有限，只能实现基本的功能，不能进行其他高级功能的扩展，例如闹铃的音乐播放、温度、湿度的显示等。

2051单片机6位数字钟51单片机作的电子钟程序在很多地方已经有了介绍，对于单片机教程者而言这个程序基本上是一道门槛，掌握了电子钟程序，基本上可以说51单片机就掌握了80%。

常见的电子钟程序由显示部分，计算部分，时钟调整部分构成，这样程序就有了一定的长度和难度。

这里我们为了便于大家理解和掌握单片机，我们把时钟调整部分去除，从而够成了这个简单的电子钟程序。

时钟的基本显示原理：时钟开始显示为0时0分0秒，也就是数码管显示000000，然后每秒秒位加1 ，到9后，10秒位加1，秒位回0。

10秒位到5后，即59秒，分钟加1，10秒位回0。

依次类推，时钟最大的显示值为23小时59分59秒。

这里只要确定了1秒的定时时间，其他位均以此为基准往上累加。

开始程序定义了秒，十秒，分，十分，小时，十小时，共6位的寄存器，分别存在30h，31h，32h，33h，34h，35h单元，便于程序以后调用和理解。

电路原理图：为了节省硬件资源，电路部分采用6位共阳极动态扫描数码管，数码管的段位并联接在51单片机的p0口，控制位分别由6个2N5401的PNP三极管作驱动接在单片机的p2.1, p2.2,p2.3,p2.4,p2.5,p2.6口。

从标号star开始把这些位全部清除为0，从而保证了开始时显示时间为0时0分0秒。

然后是程序的计算部分：inc a_bit（秒位），这里用到了一个inc指令，意思是加1，程序运行到这里自动加1。

然后把加1后的数据送acc：mov a,a_bit （秒位），这时出现了一个问题，如果不断往上加数字不会加爆？所以有了下面的一句话cjne a,#10,stlop; 如果秒位到10那么转到10秒处理程序。

cjne 是比较的意思，比较如果a等于10 就转移到10秒处理程序，实际上也就限定了在这里a的值最大只能为9，同时mov a_bit,#00h，这时a_bit（秒位）被强行清空为0，又开始下一轮的计数。

用51单片机和1602液晶做的数字钟数字钟是人们日常生活中常见的时间显示设备，它能够精确显示当前的时间，并且兼具简约和实用性。

本文将介绍使用51单片机和1602液晶屏幕制作自己的数字钟的方法。

所需材料在开始制作之前，我们需要准备以下材料： - 51单片机开发板 - 1602液晶屏幕 - 数字时钟芯片RTC（Real-Time Clock） - 面包板和导线 - 电阻和电容 - 编程器和烧录器硬件连接首先，我们需要将51单片机、1602液晶屏幕和RTC芯片连接起来。

根据硬件接口的定义和引脚功能的规定，我们可以进行以下连接： - 将51单片机的VCC 引脚连接到1602液晶屏幕的VCC引脚，用于提供电源。

- 将51单片机的GND引脚连接到1602液晶屏幕的GND引脚，用于地线连接。

- 将51单片机的P0口连接到1602液晶屏幕的数据线D0-D7，用于数据传输。

- 将51单片机的P2口连接到1602液晶屏幕的RS引脚，用于选择数据和命令传输。

- 将51单片机的P3口连接到1602液晶屏幕的EN引脚，用于启用LCD。

此外，还需要将RTC芯片连接到51单片机上，以实现时间的准确显示。

具体的连接方式可以参考RTC芯片的规格说明书。

软件编程完成硬件连接后，我们需要进行软件编程，以便控制51单片机、1602液晶屏幕和RTC芯片的功能。

初始化首先，我们需要对51单片机和1602液晶屏幕进行初始化设置。

这包括设置引脚的功能模式、初始化1602液晶屏幕的显示模式和清空显示区域。

读取时间接下来，我们需要通过RTC芯片来读取当前的时间。

这通常包括读取RTC芯片存储的年、月、日、时、分和秒的数据。

显示时间读取时间后，我们可以将其显示在1602液晶屏幕上。

这可以通过更新特定的LCD显示区域来实现。

我们可以在指定的位置、特定的行和列上显示时间。

更新时间为了实现实时的时间显示，我们需要定期更新显示的时间。

可以使用定时器中断来定期更新时间，并根据需要刷新液晶屏幕上的显示。

基于51单片机的电子时钟的设计与实现综述基于51单片机的电子时钟是一种常见的嵌入式系统设计项目。

它通过使用51单片机作为核心处理器，结合外部电路和显示设备，实现了时间的计时和显示功能。

本文将对基于51单片机的电子时钟的设计和实现进行综述，包括硬件设计和软件设计两个部分。

一、硬件设计1.时钟电路时钟电路是电子时钟的核心部分，它提供稳定的时钟信号供给单片机进行计时。

常用的时钟电路有晶振电路和RTC电路两种。

晶振电路通过外接晶体振荡器来提供时钟信号，具有较高的精度和稳定性；RTC电路则是通过实时时钟芯片来提供时钟信号，具有较高的时钟精度和长期稳定性。

2.显示电路显示电路用于将时钟系统计算得到的时间信息转换为人们可以直接观察到的显示结果。

常用的显示器有数码管、液晶显示屏、LED显示屏等。

显示电路还需要与单片机进行通讯，将计时的结果传输到显示器上显示出来。

3.按键电路按键电路用于实现对电子时钟进行设置和调节的功能。

通过设置按键可以实现修改时间、调节闹钟等功能。

按键电路需要与单片机进行接口连接，通过读取按键的输入信号来实现对时钟的操作。

4.供电电路供电电路为电子时钟提供电源，通常使用直流电源。

供电电路需要满足单片机和其他电路的电源需求，同时还需要考虑电源的稳定性和保护措施等。

二、软件设计1.系统初始化系统初始化主要包括对单片机进行外设初始化、时钟初始化和状态变量初始化等。

通过初始化将各个外设配置为适合电子时钟功能运行的状态，并设置系统初始时间、闹钟时间等。

2.计时功能计时功能是电子时钟的核心功能，通过使用定时器和中断技术来实现。

通过设置一个固定时间间隔的定时器中断，单片机在每次定时器中断时对计时寄存器进行增加，实现时间的累加。

同时可以将计时结果转化为小时、分钟、秒等形式。

3.显示功能显示功能通过将计时结果传输到显示器上，实现时间信息的显示。

通过设置显示器的控制信号，将时间信息依次发送到各个显示单元上，实现数字或字符的显示功能。

一．基于52单片机制作的数字钟1.设计任务⑴时间显示: 上电后,系统自动进入时钟显示,从00:00:00开始计时,此时可以设定当前时间.⑵时间调整：按下k1，k2，k3键可以顺序设置秒、分、时,并在相应数码管上显示设置值,直至6位设置完毕。

2.系统基本方案选择和论证本时钟的设计具体有两种方法。

一是通过单纯的数字电路来实现；二是使用单片机来控制实现。

本次设计选取了较为简单的单片机控制；而选择这一方法后还要进行各个芯片的选择。

以下是我在这次设计中所用的方案。

2.1 芯片的选择方案一：采用AT89C51芯片，其为高性能CMOS 8位单片机，该芯片内含有4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）、 32位可编程I/O口线、2个16位定时/计数器、6个中断源、可编程串行UART通道及低功耗空闲和掉电模式，但是由于AT89C51芯片可擦写的空间不够大，且中断源提供的较小，为防止运行过程中出现不必要的问题，我们不选用AT89C51。

方案二:采用AT89C52芯片，它除了具备AT89C51的所有功能与部件外，其最大的优势就是AT89C52提供了8K字节可擦写Flash闪速存储器空间、8个中断源、及256*8字节内部存储器（RAM），解决了我们对可反复擦写的Flash闪速存储器空间大小与中断源的不够问题的担心。

2.2显示模块选择方案和论证方案一：采用LCD，电路比较简单，且在软件设计上也相对简单，具有低功耗功能。

价格贵。

方案二：采用LED数码管显示，显示较为清楚。

价格便宜。

所以本方案采用LED数码管显示。

2.3 时钟信号的选择方案和论证直接采用单片机定时计数器提供的秒信号，使用程序实现年、月、日、周、时、分、秒计数。

采用此种方案可减少芯片的使用，节约成本，实现的时间误差较小。

2.4 电路设计最终方案决定综上各方案所述,对此次数字时钟的方案选定为: 采用AT89C52作为主控制系统; 并由其定时计数器提供时钟; LED作为显示电路来实现功能。