(完整版)基于51单片机的电子时钟设计与实现毕业设计

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。

基于单片机电子时钟的设计与实现一、设计目标设计一个基于单片机的电子时钟，能够准确显示时间并能够进行设置和调整。

二、硬件设计1.时钟部分：采用晶振芯片提供准确的时钟信号2.数码管显示部分：使用共阴数码管进行数字显示3.按键部分：设计几个按键用于设置和调整时间4.电源部分：采用直流电源供电三、软件设计1.功能设计a.时间设置功能：通过按键可以设置当前的时间，包括小时、分钟和秒钟。

b.时间调整功能：通过按键可以调整当前的时间，包括小时、分钟和秒钟。

c.时间显示功能：通过数码管可以实时显示当前的时间。

2.代码实现以C语言为例，以下是一个基于单片机的电子时钟的代码实现示例：```c#include <reg51.h>sbit DS18B20=P1^3; // 定义18B20数据线接口sbit beep=P2^3; // 定义蜂鸣器接口unsigned char hour,min,sec; // 定义小时、分钟、秒钟变量//函数声明void Delay_1ms(unsigned int count);bit Ds18b20Init(;unsigned char Ds18b20ReadByte(;void ReadTime(;void WriteTime(;void DisplayTime(;//主函数void mainP2=0x00;WriteTime(; // 写入时间while(1)ReadTime(; // 读取时间DisplayTime(; // 显示时间Delay_1ms(1000); // 延时1秒}//毫秒延时函数void Delay_1ms(unsigned int count) unsigned int i, j;for(i=0; i<count; i++)for(j=0; j<1275; j++);//18B20初始化函数bit Ds18b20Initbit presence;DS18B20=0;Delay_1ms(100); // 延时450us~1000us DS18B20=1;Delay_1ms(10); // 延时15us~60us presence=DS18B20;Delay_1ms(30); // 延时60us~240us return presence;//18B20读取字节函数unsigned char Ds18b20ReadByte unsigned char i, dat;for(i=0; i<8; i++)DS18B20=0;//主机发起读时序_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usDS18B20=1;//主机释放总线_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usdat，=(DS18B20<<i); // 读取数据位，存放在dat变量中Delay_1ms(3); // 读时序完成后等待48us再接收下一位}return dat;//读取时间函数void ReadTimeunsigned char temp;temp=0x00;while(temp!=0xaa)Ds18b20Init(; // 初始化温度传感器Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0xbe;Delay_1ms(1);temp=Ds18b20ReadByte(; // 读取时间数组的标志位}for(temp=0; temp<7; temp++)//写入时间函数void WriteTimeunsigned char i,j;while(1)Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x4e;Delay_1ms(1);for(i=0; i<7; i++)DS18B20=0x55;Delay_1ms(1);DS18B20=0xaa;Delay_1ms(1);Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x48;Delay_1ms(1);j=Ds18b20ReadByte(; // 判断是否写入成功if(j==0x0a)break;}//显示时间函数void DisplayTimeP1=seg[hour/10]; // 显示十位小时P2=(P2&0xf0)，0x08; // 点亮第一个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[hour%10]; // 显示个位小时P2=(P2&0xf0)，0x04; // 点亮第二个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min/10]; // 显示十位分钟P2=(P2&0xf0)，0x02; // 点亮第三个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min%10]; // 显示个位分钟P2=(P2&0xf0)，0x01; // 点亮第四个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=0x00;//空显示P2=0x00;//熄灭数码管```四、总结通过以上的硬件设计和软件实现，可以实现一个基于单片机的电子时钟。

西安邮电学院毕 业 设 计（论 文）题 目： 基于51单片机的数字钟设计院 （系）：专 业：班 级：学生姓名：导师姓名： 职称：基于单片机的数字钟毕业论文摘要…………………………………………………………………………… ⅠAbstract……………………………………………………………………… (Ⅱ)第1章 绪 论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题来源 (2)1.3 本章小结 (3)第2章 MCS-51单片机的结构 (4)2.1 控制器 (4)2.2 存储器的结构 (4)2.3 并行IO口 (5)2.4 时钟电路与时序 (5)2.5 单片机的应用领域 (6)2.6 本章小结 (6)第3章 电路的硬件设计 (7)3.1 复位电路 (7)3.2 时钟电路 (7)3.3 按键电路 (8)3.4 相关控制电路 (9)3.4.1 控制打铃电路 (9)3.4.2 时间表显示电路 (9)3.5 数码管显示电路 (10)3.6 电源电路设计 (10)3.7 本章小结 (10)第4章 电路的软件设计 (11)4.1 软件程序内容 (11)4.2 软件流程图 (11)4.3 定时程序设计 (12)4.3.1实时时钟实现的基本方法 . (13)4.3.2 实时时钟程序设计步骤 (13)4.4程序说明 (13)4.5 本章小结 (14)第5章 结论与展望 (15)5.1 结论 (15)5.2 单片机的发展趋势 (15)参考文献 (17)附录………………………………………………………………………………18第1章 绪 论1.1 课题背景单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。

由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。

单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC 机外围以及网络通讯等广大领域。

单片机课程设计报告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。

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。

基于51单片机的电子时钟的设计电子时钟已经成为我们日常生活中不可或缺的设备之一。

随着科技的不断发展，电子时钟也越来越智能化，功能也越来越强大。

然而，简单的电子时钟也非常实用，可以帮助我们准确地把握时间，安排生活。

本文将基于51单片机，介绍一个简单的电子时钟的设计。

第一步，硬件设计。

要实现电子时钟，我们需要用到一个时钟模块，它可以为我们提供一个准确的时间基准。

同时，我们还需要将时间显示在一个数码管上，所以在硬件设计中我们需要使用数码管。

此外，为了方便调试，我们需要一个串口模块，它可以将调试信息输出到PC端，供我们观察。

具体的硬件设计如下：1.时钟模块我们使用的是DS1302时钟模块，它可以提供准确的时间计算。

DS1302时钟模块有六个引脚，分别是：VCC、GND、CLK、DAT、RST、DS。

其中，VCC和GND分别连接电源正负极，CLK是时钟，DAT是数据，RST是复位，DS是时钟数据存储器。

2.数码管我们使用共阴数码管，它有12个引脚，其中11个引脚是段选线，另外一个引脚是位选线。

为了方便连接，我们可以使用数码管驱动芯片，如74HC595。

它可以将51单片机的串行数据转为并行数据，以驱动数码管。

3.串口模块串口模块是用于通信的模块，它有4个引脚，分别是：VCC、GND、TX、RX。

其中，VCC 和GND连接电源正负极，TX是发送端口，RX是接收端口。

第二步，软件设计。

软件设计主要包括三个部分，分别是时钟模块的驱动程序、数码管的驱动程序和主程序。

我们需要编写一个DS1302时钟模块的驱动程序。

通过驱动程序，我们可以读取当前时间，并将其设置为时钟模块的初始时间。

同时，我们还需要实现定时器中断，以更新时钟显示。

数码管驱动程序是通过74HC595芯片实现的。

我们需要编写一个函数，将当前时间转换为段选数据，再通过74HC595芯片输出到数码管上。

3.主程序主程序主要包括时钟的初始化、时钟的设置、时钟的显示等功能。

(完整)基于51单片机电子时钟设计编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)基于51单片机电子时钟设计）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)基于51单片机电子时钟设计的全部内容。

基于51单片机的电子时钟设计摘要本电子时钟以STC89C52单片机作为主控芯片，采用DS12C887时钟芯片，使用1602液晶作为显示输出.该时钟走时精确，具有闹钟设置，以及可同时显示时间、日期等多种功能。

本文将详细介绍该电子时钟涉及到的一些基本原理，从硬件和软件两方面进行分析.【关键词】STC89C52单片机 DS12C887时钟芯片 1602液晶蜂鸣器目录一、绪论 (4)1.1 电子时钟功能 (4)1.2设计方案 (4)二、硬件设计 (4)2。

151单片机部分设计 (4)2.2 USB供电电路设计 (5)2.3 串行通信电路设计 (6)2.4 DS12C887时钟芯片电路的设计 (6)2。

5 1602LCD液晶屏显示电路设计 (7)2。

6蜂鸣器电路设计 (8)2。

7按键调整电路设计 (8)三、软件设计 (9)3.1系统程序流程图设计 (9)3。

2程序设计 (11)四、心得体会 (22)参考文献 (23)一、绪论1。

1电子时钟功能（1）在1602液晶上显示年、月、日、星期、时、分、秒，并且按秒实时更新显示。

（2）具有闹铃设定即到时报警功能，报警响起时按任意键可取消报警。

（3）能够使用实验板上的按键随时调节各个参数，四个有效键分别为功能选择键、数值增大键、数值减小键和闹钟查看键。

（4）每次有键按下时，蜂鸣器都以短“滴”声报警.（5）利用DS12C887自身掉电可继续走时的特性，该时钟可实现断电时间不停、再次上电时时间仍准确显示在液晶上的功能。

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。

摘要单片机自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。

单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。

由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。

这次毕业设计通过对它的学习、应用，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，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。

电子时钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。

电子时钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。

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，用12MHz 的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。

在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。

电子时钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。

关键词：单片机；AT89S51ABSTRACTSince the 1970 s chip since the advent, with its high cost performance and attention by people and attention, it is widely used and fast development. SCM small volume, light weight, strong anti-jamming capability, environmental demand is not high, low cost, high reliability, flexibility is good, development more easy. Because of the above features, in our country, the microcontroller is widely used in industrial automation control, automatic detection, intelligent instrument and apparatus, household appliances, power electronics, mechanical and electrical equipment, and other aspects, and 51 SCM is the most typical chip and most representative one. The graduation design through to its study, application to AT89S51 chips as the core, with the necessary circuit, design of a simple electronic clock, it by 4.5 V dc power supply, through the electronic tube can show time, adjust the time, thus to learning, the design, the development of software and hardware in the ability.Electronic Clock is a electronic circuit implementation of the "when", "sub", "seconds" The figures show the timing device. Electronic clock precision, stability, far more than the old mechanical clock. In this design, we use LED electronic display hours, minutes, seconds, to 24-hour time mode, according to electronic control theory to dynamic display to display, use the 12MHz crystal oscillation pulse, the timer count. In this design, the circuit has a display time of the this function, you can also realize the time adjustment. Electronic clock is its compact, low cost, travel time and high precision, easy to use, features and more, easy integration and loved by the general consumer, so widely used.Key words:Single-chip microcomputer ; AT89S51独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

1，课题设计的目的和意义学校给我们安排为期三周的单片机课程设计，可以说让我们受益匪浅。

细想，其目的及意义主要有以下几点：㈠，目的①通过单片机课程设计，加深对单片机的更深层次的理解，熟悉单片机的内部硬件资源，掌握单片机的编程方法及技巧，要学会对单片机的各部硬件资源的控制,分配，特别是掌握单片机中断，定时器的编程方法。

②通过这次设计，要学会怎么利用所学单片机知识独立设计系统的能力，达到学于致用的目的，要学会发散创造设计编程思想，要学会开发系统的一般过程，并不断创新。

㈡，意义①作为一名自动化专业的大三学生，做单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。

在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。

我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。

②在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识以及一些实践性很强的软件和工具，如：Protel制图、Proteus仿真，WAWE仿真设备，汇编语言编译软件keil、单片机的原理等。

虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一很大收获。

2，系统方案设计及确定㈠，设计思路其中硬件由AT89S51单片机、六位LED驱动及显示电路、独立式键盘电路、蜂鸣器组成，其中显示采用动态显。

时钟的定时用定时器T0以50MS中断20次，从而实现一秒准确记时。

秒表的定时用定时器T1以10ms 中断1次记时。

精度达到0.01秒。

键盘将采用查询的方式判别。

最终成品是以可整电报时，调时，省电模式的时钟为主体，另外还可切换到秒表的电子钟系统。

①时钟功能利用单片机片内定时器（如T0）产生1s计时，自行设定时钟计数单元地址，包括秒单元、分单元、时单元，最大计数值为23时59分59秒。

用6位LED数码管显示时、分、秒，以24<小>时计时方式运行；使用按键可实现时、分调整，可增加“熄灭符”用于时间调整时的闪烁功能②秒表功能能通过按键实现秒表/时钟功能之间的转换；利用单片机内部定时器（如T1）实现秒表的计时，自行设定秒表计数单元地址，包括10ms单元、秒单元、分单元，通过4位LED数码管显示，最大计数值为99.99秒。