单片机数码时钟设计

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精品文档，word文档 一、设计内容

该课程设计是利用MCS-51单片机内部的定时／计数器、中断系统、以及行列键盘和LED显示器等部件，设计一个单片机电子时钟。设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键实现设置时间和暂停、启动控制等。

二、电子时钟设计思想：

用定时／计数器T0，工作于定时，采用方式1，对12MHZ的系统时钟进行定时计数，初值设为XXYY〔自己计算〕。形成定时时间为50ms。用片内RAM的7BH单元对50ms计数，计20次产生秒计数器78H单元加1，秒计数器加到60那么分计数器79H单元加1，分计数器加到60那么时计数器7AH单元加1，时计数器加到24那么时计数器清0。然后把秒、分、时计数器分成十位和个位放到8个数码管的显示缓冲区，通过数码管显示出来。显示格式为小时十位、小时个位---分十位、分个位---秒十位、秒个位。在处理过程中加上了按键判断程序，能对按键处理。

三、MCS-51单片机系统简介

单片机应用系统由硬件系统和软件系统两局部组成。硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。

在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口，使单片机应用系统能够运行。

在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。显示器可以是LED指示灯，也可以是LED数码管，也可以是LCD显示器，还可以使用CRT显示器。单片机应用系统中键盘一般用的比拟多的是矩阵键盘，显示器用的比拟多的是LED数码管还LCD显示器。

51单片机数码管时钟电路的设计

设计一个51单片机数码管时钟电路，让我们开始吧。

一、设计思路

该数码管时钟电路的设计主要包括以下几个方面：

1.使用DS1302时钟芯片获取真实时间；

2.使用I2C总线方式将DS1302时钟芯片与51单片机连接；

3.使用74HC595芯片驱动数码管显示；

4.使用按键控制时钟的设置和调节；

5.使用蜂鸣器发出报警声；

6.使用LED指示灯显示时钟状态。

二、硬件设计部分

数码管显示部分：

1.使用4位共阳数码管作为时分显示器，使用1位共阳数码管作为秒显示器；

2.使用8片74HC595芯片级联起来，将时分秒数据传输到数码管显示；

3.设置共阳数码管的通阳管为P0口，设置74HC595的DS（串行数据输入）、SH（上升沿锁存）、STCP（74HC595的8位锁存输出）引脚接到P1.2、P1.3、P1.4端口；

4.设置8个控制引脚接到P1.5～P1.12端口。 实时时钟部分：

1.使用DS1302时钟芯片连接到P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7端口；

2.设置时钟复位引脚接到P0.1端口，时钟传输使能引脚接到P0.2端口。

按键输入部分：

1.设置按键S1接到P3.2端口，按键S2接到P3.3端口；

2.设置按键的上拉电阻，使其处于高电平状态；

3.设置按键的下降沿触发外部中断，以便检测按键的按下事件。

其他部分：

1.设置蜂鸣器接到P0.0端口，并使用普通电阻限流；

2.设置LED指示灯接到P0.7端口。

三、软件设计部分

1.初始化函数：初始化P0、P1、P2、P3口的状态；

2.DS1302驱动函数：包括初始化DS1302芯片和读写DS1302寄存器的函数；

3.74HC595驱动函数：包括初始化74HC595芯片，以及向74HC595芯片发送8位数据的函数；

4.数码管显示函数：将时分秒数据按位转换为对应的数字和状态，并调用74HC595驱动函数显示； 5.按键检测函数：检测按键的按下事件，并根据按键事件的不同触发不同的操作；

单片机电子时钟设计

一、作品功能介绍

该作品是个性化电子钟设计，技术上主要用单片机（AT89S52）主控，6位LED数码显示，分别显示“小时：分钟：秒”。该作品主要用于24小时计时显示,能整时报时,能作为秒表使用,能定时闹铃1分钟。

功能介绍：

（1）上电以后自动进入计时状态，起始于00:00:00。

（2）设计键盘调整时间，完成时间设计，并设置闹钟。

（3）定时时间为1/100秒，可采用定时器实现。

（4）采用LED数码管显示，时、分，秒采用数字显示。

（5）采用24小时制，具有方便的时间调校功能。

（6）具有时钟和秒表的切换功能。

使用方法:

开机后时钟在00:00:00起开始计时。

（1)长按进入调分状态:分单元闪烁,按加1,按减1.再长按进入 时调整状态,时单元闪烁,加减调整同调分.按长按退出调整状态。

（2)（2）按进入设定闹时状态: 12:00: ,可进行分设定,按分加1,再按为时调整,按时加1,按调闹钟结束.在闹铃时可按停闹,不按闹铃1分钟。

（3）按下进入秒表状态:再按秒表又启动,按暂停,再按秒表清零,按退出秒表回到时钟状态。

二、电路原理图

如原理图所示，硬件系统主要由单片机最小应用系统、LED数码管显示模块、电源模块、晶振模块、按键模块等组成。

电子时钟原理图

各个模块设计

1.单片机系统 AT89S52

AT89S52概述：是一款非常适合单片机初学者学习的单片机，它完全兼容传统的8051，8031的指令系统，他的运行速度要比8051快最高支持达33MHz的晶体震荡器，在此系统中使用12MHz的晶振。

AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止……

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。在未来的改进中，可以考虑采用更先进的单片机或者增加外部模块来实现更多的功能。