单片机闹钟制作的原理

Q J Q 摘要本设计是简单定时闹钟系统，不仅能实现系统要求的功能：(1)能显示时时-分分-秒秒，(2)能设定和修改定时时间，(3)定时时间到后能发出报警声；而且还有附加功能，即还能设定和修改当前所显示的时间。

本设计采用单片机AT89C51作为核心元件，12MHZ 晶振，由P0口输出所要显示的字形段码，由P2口输出字位信号。

在其基础上扩展外围芯片与电路，附加时钟电路及LED 电路。

LED 采用共阴极接法，低电平有效选中相应的LED。

单片机具有集成度高、功能强、通用性好、特别是它能耗低、价格便宜、可靠性高、抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，所以单片机现在广泛的应用到家用电器、机电产品、儿童玩具、机器人、办公自动化产品等领域。

为了进一步的熟悉并掌握单片机的应用及开发，认真的做好此次课程设计非常必要。

一个单片机的定时闹钟系统离不开软件和硬件，硬件是软件的依托，软件是硬件的内核。

设计硬件电路时应该先设计一个单片机的最小系统，它是单片机应用系统的设计基础，然后在此基础上添加外围器件，如显示器、按键等构成闹钟的硬件电路图。

在设计应用程序时遵循模块化的设计方法，在明确了设计方向之后按照分成的几大模块分别画出流程图，然后根据流程图写出程序，在每个模块编写好之后分别调试、修改、完善。

最后在主程序下调用再次调试、修改。

软硬件都设计好之后在Proteus 环境下仿真，看它们是否配套，只有在Proteus 下仿真没有出现问题才能说明设计的定时闹钟成功了。

本次设计严格按照上面的步骤，经过多次的修改、完善后终于可以在Proteus 下很好的运行，设计成功。

通过这次设计让我更深入了解单片机基本电路、如何控制和定时器和中断编程的基本方法，从而锻炼了我学习、设计和开发软、硬件的能力。

Q J Q 目录1．概述 (3)1.1单片机简介 (3)1.2 本设计简介 (4)2．系统总体方案及硬件设计 (5)2.1本设计总体方案 (5)2.2单片机AT89C51简介 (5)2.3 数码管显示电路 (8)2.4 本设计输入输出电路 (10)3 软件设计 (12)3.1系统软件设计说明 (12)3.2 LED的编程思想 (12)3.3 程序调试 (12)3.4 程序流程图 (13)4 Proteus软件仿真 (15)4.1仿真步骤 (15)4.2 仿真过程中出现的错误及解决措施 (15)4.3仿真结果 (15)（1）设定当前时间 (16)（2）设定定时时间 (17)5 课程设计体会 (22)参考文献 (23)附1：源程序代码 (24)附2：系统原理图 (33)Q J Q 1．概述1.1单片机简介◆ 单片机基本概念单片机是一种特殊的计算机，它是在一块半导体上集成了CPU、存储器、以及输入输出接口电路，这种芯片被称为单片微型计算机，简称单片机。

基于单片机的多功能钟控收音机的设计与实现——闹钟子系统的设计与实现摘要收音机是现在生活中的一种娱乐工具，它可以扩展我们的知识面，丰富我们是日常生活。

但是现在的收音机仅仅只拥有收台、听台、存台的功能，功能上非常的单一，为了让收音机具有更强大的的功能，设计了这套基于单片机的多功能钟控收音机系统。

这套系统在传统的收音机上增加了时钟设置、温度测量、液晶显示以及闹钟设置多项功能。

本文主要论述了系统的方案设计，系统硬件设计包括硬件选型和硬件电路图；系统软件设计包括程序流程图设计和关键代码。

通过编写代码实现收音机节目的播放、音量调节、电台切换及节目的自动搜索、节目频点存储功能、时钟设置、温度测量、液晶显示以及闹钟功能。

且能够通过按键调整系统时钟，到达设定闹铃时间值可选择蜂鸣器响或开启收音机到指定频点。

该系统与传统的收音机系统相比较，具有结构简单，抗干扰能力强，测量精度高，使用方便的特点。

关键字：单片机；收音机；闹钟；液晶显示Based on SCM multi-function clock radio control design and realized ——Alarm subsystem of design and implementationAuthor：Li XinfangTutor：Yang BoAbstractThe radio is now in the life of the one kind of entertainment tool, it can expand our knowledge, enrich our daily life is. But now the radio only accept ，listen , save a function, the function is a single, in order to let the radio has more powerful function, the set design based on single chip microcomputer multifunctional clock radio control system. The system in the traditional radio increased the clock set, temperature measurement, liquid crystal display and alarm multiple functions. This paper discusses the design of the whole system, hardware design including hardware selection and hardware circuit diagram; System software design including program flowchart design and key code. By writing code realization of radio programs broadcast, volume adjustment, radio switch and programs to be automatic search, the program frequency memory function, clock set, temperature measurement, liquid crystal display and alarm clock function. And to be able to button to adjust the system clock, to set the alarm time value can choose a buzzer rang or open radio frequency to the specified. This system and the traditional radio system comparison, the structure is simple, strong anti-jamming ability, high accuracy, easy to use features.Key words: Single chip microcomputer; the radio; the alarm clock; liquid crystal display目录1 绪论 0 0研究的目的及意义 0本文结构 (1)2 系统方案设计 (2) (2) (2)收音机模块 (3)时钟模块 (3)温度模块 (3)显示模块 (3)闹钟模块 (3)按键模块 (4)3 系统硬件设计 (5) (5) (5)AT89S52单片机的引脚结构分析 (6)单片机最小系统设计图 (7)显示模块硬件电路设计 (7) (7)显示模块电路设计 (8)按键模块硬件电路设计 (8)时钟模块的硬件电路设计 (9) (9) (9) (10)存储模块硬件电路设计 (11) (11) (11)AT24C02电路设计 (12)打铃模块电路设计 (12)4 系统软件设计 (14)系统软件总体设计 (14)主控模块详细设计 (14)显示模块详细设计 (16)按键模块详细设计 (17)时钟模块详细设计 (18) (18)存储模块详细设计 (20) (21) (23)5系统的调试与实现 (25)C介绍 (25)6 结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 绪论收音机一直在人们的生活娱乐中占有非常重要的地位。

单片机定时器的原理及应用概述单片机定时器是单片机的一种重要功能模块，它能够实现精确的时间计量和控制，广泛应用于各种自动化设备和工业控制系统中。

本文将详细介绍单片机定时器的原理和应用。

单片机定时器的原理单片机定时器的原理主要基于计数器的工作原理。

计数器是一种能够按照一定规律自动加（或减）1的电子装置。

单片机定时器通常使用定时/计数器模块来实现。

在单片机中，定时器模块通常由一个或多个8位或16位的寄存器组成，用于保存计数值。

定时器模块还包含一组控制寄存器，用于配置定时器的工作模式、计数方式等。

单片机的定时器工作过程如下： 1. 初始化定时器：配置定时器的工作模式、计数方式等参数。

2. 启动定时器：将定时器的计数值清零，并开始计数。

3. 定时器计数：根据设定的计数方式和工作模式，定时器将自动进行计数，并根据计数规则更新计数值。

4. 定时器溢出：当定时器的计数值达到设定的最大值时，定时器将溢出并触发相应的中断或事件。

5. 定时器复位：定时器溢出后，可以选择自动清零计数值或保持当前计数值不变，然后重新开始计数。

单片机定时器通常支持多种工作模式，如定时模式、计数模式、PWM模式等。

具体的工作模式和计数方式根据不同的单片机型号而有所差异。

单片机定时器的应用单片机定时器的应用非常广泛，以下是一些常见的应用场景：实时时钟单片机定时器可以用于实现实时时钟功能。

通过定时器的计数功能，可以精确地测量经过的时间，并能够提供秒、分、时、日期等各种时间单位的计量。

实时时钟广泛应用于各种计时、计量和时间戳等场景。

脉冲产生定时器可以用来产生各种脉冲信号，例如方波、矩形波、脉冲串等。

通过定时器的计数规则和工作模式设置，可以控制脉冲的频率、占空比等参数，实现精确的波形生成。

周期性任务调度单片机定时器可以用于周期性任务的调度。

通过设置定时器的计数值和溢出中断，可以实现定时触发中断，从而执行一些周期性的任务，例如数据采集、数据上传、状态刷新等。

闹钟机械结构分析报告1.实现闹钟基本功能的结构原理闹钟，带有闹时系统的钟，既能显示时间，又能按照人们预定的时间发出音响信号或其他信号。

闹钟主要包括动力系统、机械传动及指示系统和闹响系统三部分。

根据老师的课堂内容的任务安排，下面主要介绍闹响系统部分。

闹响系统基本结构是由闹钟定时转轴控制一个定时轮片，轮片连接定时指针指示相应的预定时间。

在定时轮片上有三个位于不同半径同心圆上的斜面小孔，通过定时转轴调整预定时间确定后，三个小孔的位置也随之确定。

图为定时轮片定时齿轮上部是时针轮片，轮片上有三个孔槽。

图为时轮片时针轮片上面有一个跟随片，跟随片有三个斜面凸起，穿过时针轮片的三个孔槽，与定时轮片的三个小孔对应。

图为跟随片通断片位于跟随片上部，延伸至芯片上方。

芯片一端连接电池，另一端链接小马达。

图为通断片通过定时转轴调整预定时间后，闹响系统开始工作，此时，跟随片上的三个凸起没有在定时轮片的小孔中，而是位于定时轮片的平面上，通断片被撑起，芯片断开。

闹钟通电线圈驱动石英振子开始震动,转子齿轮转动，通过二轮片、二轮齿轴、三轮片、三轮齿轴、秒轮片、秒轮齿轴、四轮片、四轮齿轴、分轮片、分轮齿轴、五轮片、五轮齿轴传动到时针轮片，时针轮片带动跟随片一起转动，当走到预定时间时，跟随片进入定时轮片上的小孔，通断片随跟随片下降，通断片延伸端与芯片接触，芯片导通，电池接通小马达，小马达转动，带动小锤敲响铃铛，实现音响信号输出，闹响系统工作完成，进入下一周期。

图为齿轮系统和指针系统*芯片功能可能为调整马达转速，实现以特定的频率输出信号。

2.闹钟的材料选择与工艺方法3.总结闹钟可能的几种结构方案与当前方案的优势分析(1)机械闹钟利用游丝带动齿轮转动优势：节约能源，不需要电池缺点：加工较为麻烦；需要定期拧紧发条使其持续工作(2)单片机闹钟利用单片机完成计时功能，需要提前烧入程序优点：计时准确，误差几率低缺点：加工成本价高，性价比低4.对造型与结构设计的体会通过学习这门课程，我们能够掌握基础的专业能力如三维空间分析能力、造型能力、分析机械结构运行原理能力、解决问题等的能力。

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。

目录摘要 (Ⅰ)1 电子秒表与闹钟系统概述 (1)1.1 课程设计基本要求 (1)1.2 系统实现功能 (1)1.3 系统应用价值展望 (2)2 仿真软件Proteus和Keil简介 (3)2.1 Proteus简介 (3)2.2 Keil简介 (3)3 系统工作原理分析 (4)3.1AT89C2051模块 (4)3.2 显示驱动模块 (6)3.3 数码管显示模块 (8)4 程序流程图设计 (9)5 Proteus仿真原理图 (12)6 课程设计体会 (14)参考文献 (15)附：源程序代码 (16)摘要随着科学技术的不断发展 , 人们对时间计量的要求越来越高。

在当今社会，电子时钟已经得到相当广泛的应用，产品多样，发展更是多元化。

本作品是以STC89C51单片机作为主控芯片，使用12MHZ的晶振，使用专用时钟日历芯片DS12C887产生时间信息，时间精确。

软件部分以C语言为主体，用1602LCD 液晶屏显示输出信息，输出信息量多，更直观、人性化。

该时钟可实现人机交互，可通过提供的键盘对其进行调整。

系统具有以下功能:年、月、日、时、分、秒显示；12小时/24小时模式切换，在12小时模式中，用AM和PM区分上午和下午；秒表功能；整点闹铃和报时功能，且闹钟可设置多组。

本次设计的电子时钟系统由单片机最小系统，1602LCD液晶屏,时钟芯片,调整按键，蜂鸣器，电源五大部分组成。

关键词：定时器中断闹钟电子时钟1 电子秒表与闹钟系统概述1.1 课程设计基本要求(1) 用并行口设计一个具有显示功能的秒表，显示准确的北京时间（时、分、秒），可用24小时制式；(2) 有时间校准功能；(3) 允许通过转换功能键转换显示时间，用定时器实现一个电子闹钟，能设定和修改定时的时间，并能到时响铃通知；(4) 所有按键需要通过串口自发自收来调校各种功能。

1.2 系统实现功能本系统是基于单片机AT89S52制作的数字电子钟。

根据实验要求，在完成实验所要求的基本功能外，扩展了几个功能。

单片机课程设计报告基于单片机的数字时钟姓名：班级：学号：一、前言利用实验板上的4个LED数码管，设计带有闹铃、秒表功能的数字时钟。

功能要求：a)计时并显示（LED）。

由于实验板上只有4位数码管，可设计成显示“时分”和显示“分秒”并可切换。

b)时间调整功能。

利用4个独立按钮，实现时钟调整功能。

这4个按钮的功能为工作模式切换按钮（MODE），数字加（INC），数字减（DEC）和数字移位（SHITF）。

c)定闹功能。

利用4个独立按钮设定闹钟时间，时间到以蜂鸣器响、继电器动作作为闹铃。

d)秒表功能。

最小时间单位0.01秒。

二、硬件原理分析1.电源部分电源部份采用两种输入接口（如上图）。

a)外电源供电，采用2.1电源座，可接入电源DC5V，经单向保护D1接入开关S1。

b)USB供电，USB供电口输入电源也经D1单向保护，送到开关S1。

注：两路电源输入是并连的，因此只选择一路就可以了，以免出问题。

S1为板子工作电源开关，按下后接通电源，提供VCC给板子各功能电路。

电路采用两个滤波电容，给板子一个更加稳定的工作电源。

LED为电源的指示灯，通电后LED灯亮。

2.蜂鸣器蜂鸣器分为有源和无源两种，有源即两引脚有一个直流电源就可以长鸣，无源则需要一个1K左右的脉冲才可以蜂鸣，因此对于按键的提示音及报警蜂鸣使用有源来得方便。

有源也可以当无源使用，而无源则不能当有源使用，当然用有源蜂鸣器作音乐发声会失真厉害。

如上图：单片机P15输出高低电平经R21连接三极管B极，控制三极管的导通与截止，从而控制蜂鸣器的工作。

低电平时三极管导通，蜂鸣器得电蜂鸣，高电平时三极管截止，蜂鸣器失电关闭蜂鸣。

电路使用一个四位共阳型数码管，四个公共阳级由三极管放大电流来驱动，三极管由P10-P13控制开与关。

数码管的阴级由P0口经过电阻限流连接。

例如，要十位的数码管工作，P12输出0，使三极管Q12导通，8脚得电，当P0口相应位有输出0时，点亮相应的LED灯组合各种字符数字。

塔里木大学信息工程学院《单片机原理与外围电路》课程论文题目：单片机定时闹钟设计姓名：海热古丽·依马木学号：**********班级：计算机15-1班摘要：本设计是单片机定时闹钟系统，不仅能实现系统要求的功能，而且还有附加功能，即还能设定和修改当前所显示的时间。

本次设计的定时闹钟在硬件方面就采用了AT89C51芯片，用6位LED数码管来进行显示。

LED用P0口进行驱动，采用的是动态扫描显示，能够比较准确显示时时—分分—秒秒。

通过S1、S2、S3、和S4四个功能按键可以实现对时间的修改和定时，定时时间到喇叭可以发出报警声。

在软件方面采用汇编语言编程。

整个定时闹钟系统能完成时间的显示，调时和定时闹钟、复位等功能，并经过系统仿真后得到了正确的结果。

关键词：单片机、AT89C51、定时闹钟、仿真Abstract：T his design is a single-chip timing alarm system, can not only realize the function of system requirements, and there are additional functions, which can set up and modify the display time. Timing alarm clock this design adopts the AT89C51 chip on the hardware side, with 6 LED digital tube to display. LED P0 export driven, by using dynamic scanning display, can accurately display always -sub -seconds seconds. Through the S1, S2, S3, and S4 four function keys can be achieved on the time changes and timing, timing to the horn can send out alarm sound. Using assembly language programming in the software. The timing clock system has functions of time display, timing and timing alarm clock, reset and other functions, and the system simulation to obtain correct results.Keywords: single chip microcomputer, AT89C51, alarm clock, simulatio目录1绪论 (2)1.1课题背景及研究意义 (2)1.2国内外现状 (2)1.3课题的设计目的 (2)1.4课题的主要任务 (2)1.5课题的主要功能 (2)2系统概述 (3)2.1方案论证 (3)2.2系统设计原理 (3)3系统硬件设计 (4)3.1单片机AT89C51简介 (4)3.2数码管显示电路 (6)3.3时钟电路 (7)3.4喇叭:SPEAKER (8)4系统软件设计 (8)4.1系统软件设计说明 (8)4.2 程序调试 (8)4.3 程序流程图 (9)4.3仿真步骤 (10)4.4仿真结果 (10)结论 (12)参考文献 (13)附录A 系统整体电路 (14)附录B 全部程序清单 (14)附录C:PCB图和3D图 (23)1绪论1.1课题背景及研究意义进入信息时代，计算机的影子无处不在，带有像单片机一类嵌入式处理器的小型智能化电子产品，已经成为家用电器的主流，市场需求前景广阔，因此，掌握小型单片机应用系统设计方法，已成为当今电子应用工程师所必备的技能，定时闹钟具备小型单片机应用系统的一切要素，其结构简单、成本低廉、走时精确、设置方便，所以智能化方面有广泛的用途。

基于STC89C52单片机时钟的设计与实现1. 本文概述本文主要介绍了基于STC89C52单片机和DS1302时钟芯片的电子时钟设计与实现。

该电子时钟系统具有年月日等基本时间显示功能，并集成了秒表计时处理、闹钟定时、蜂鸣器和温度显示等附加功能。

系统采用LCD1602作为液晶显示器件，通过单片机对时钟和温度等数据进行处理后传输至LCD进行显示。

用户可以通过按键对时间进行调节，同时，单片机还通过扩展外围接口实现了温度采集等功能。

本文的目标是提供一个功能丰富、易于操作的电子时钟系统，为学习和应用单片机技术提供一个实用的案例。

2. 系统设计要求在设计基于STC89C52单片机的时钟系统时，我们需要考虑以下几个关键的设计要求：时钟系统必须具备基本的时间显示功能，能够以小时、分钟和秒为单位准确显示当前时间。

系统还应支持设置闹钟功能，允许用户设定特定的时间点进行提醒。

系统需要保证长时间稳定运行，具备良好的抗干扰能力，确保在各种环境下都能准确计时。

还应具备一定的容错能力，即使在操作失误或外部干扰的情况下，也能保证系统的正常运行。

用户界面应简洁直观，便于用户快速理解和操作。

时钟的显示部分应清晰可见，即使在光线较暗的环境下也能保持良好的可视性。

同时，设置和调整时间的操作应简单易懂，方便用户进行日常使用。

在设计时钟系统时，应考虑到未来可能的功能扩展，如温度显示、日期显示等。

系统的设计应具有一定的灵活性和扩展性，以便在未来可以轻松添加新的功能模块。

鉴于时钟系统可能需要长时间运行，能耗是一个重要的考虑因素。

设计时应选择低功耗的元件，并优化电源管理策略，以延长电池寿命或减少能源消耗。

在满足上述所有要求的同时，还需要控制成本，确保产品的市场竞争力。

这可能涉及到对单片机的编程优化、选择性价比高的外围元件等措施。

通过满足上述设计要求，我们可以确保开发出一个功能完善、稳定可靠、用户友好、易于扩展、节能环保且成本效益高的STC89C52单片机时钟系统。

一、设计要求1、准确计时，以数字形式显示时、分、秒地时间.2、小时以24小时计时形式，分秒计时为60进位.3、校正时间功能,即能随意设定走时时间.4、闹钟功能，一旦走时到该时间，能以声或光地形式告警提示.5、设计5V直流电源，系统时钟电路、复位电路.6、能指示秒节奏，即秒提示.7、可采用交直流供电电源，且能自动切换.二、设计方案和论证本次设计时钟电路，使用了ATC89C51单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂地线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上地按键来调整时钟地时、分、秒，用一扬声器来进行定时提醒，同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、芯片、扬声器、LED显示即可满足设计要求. 2.1、总设计原理框图如下图所示：2.2、设计方案地选择1.计时方案方案1：采用实时时钟芯片现在市场上有很多实时时钟集成电路，如DS1287、DS12887、DS1302等.这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据地更新每秒自动进行一次，不需要程序干预.因此，在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能.方案2：使用单片机内部地可编程定时器.利用单片机内部地定时计数器进行中端定时，配合软件延时实现时、分、秒地计时.该方案节省硬件成本，但程序设计较为复杂.2.显示方案对于实时时钟而言，显示显然是另一个重要地环节.通常LED显示有两种方式：动态显示和静态显示.静态显示地优点是程序简单、显示亮度有保证、单片机CPU地开销小，节约CPU地工作时间.但占有I/O口线多，每一个LED都要占有一个I/O口，硬件开销大，电路复杂.需要几个LED就必须占有几个并行口，比较适用于LED数量较少地场合.当然当LED数量较多地时候，可以使用单片机地串行口通过移位寄存器地方式加以解决，但程序编写比较麻烦.LED动态显示硬件连接简单，但动态扫描地显示方式需要占有CPU较多地时间，在单片机没有太多实时测控任务地情况下可以采用.本系统需要采用6位LED数码管来分别显示时、分、秒，因数码管个数较多，故本系统选择动态显示方式.2.3硬件部分1、STC89C51单片机介绍STC89C51单片机是由深圳宏晶公司代理销售地一款MCU，是由美国设计生产地一种低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8kbytes地可反复写地FlashROM和128bytes地RAM，2个16位定时计数器[5].STC89C51单片机内部主要包括累加器ACC(有时也简称为A)、程序状态字PSW、地址指示器DPTR、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、寄存器、并行I/O接口P0~P3、定时器/计数器、串行I/O接口以及定时控制逻辑电路等.这些部件通过内部总线联接起来，构成一个完整地微型计算机.其管脚图如图所示.STC89C51单片机管脚结构图VCC：电源.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P1口地管脚第一次写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/地址地第八位.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外部必须被拉高.P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻地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，这是由于内部上拉地缘故.在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收.P2口：P2口为一个内部上拉电阻地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口地管脚被外部拉低，将输出电流.这是由于内部上拉地缘故.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取时，P2口输出地址地高八位.在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器地内容.P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号.P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻地双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流.当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入.作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉地缘故.P3口也可作为AT89C51地一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号.RST：复位输入.当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期地高电平时间.ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许地输出电平用于锁存地址地地位字节.在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲.在平时，ALE 端以不变地频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率地1/6.因此它可用作对外部输出地脉冲或用于定时目地.然而要注意地是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲.如想禁止ALE地输出可在SFR8EH地址上置0.此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用.另外，该引脚被略微拉高.如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效.PSEN：外部程序存储器地选通信号.在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效.但在访问外部数据存储器时，这两次有效地/PSEN信号将不出现.EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器.注意加密方式1时， /EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器.在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）.2、上电按钮复位电路本设计采用上电按钮复位电路：首先经过上电复位，当按下按键时，RST直接与VCC相连，为高电平形成复位，同时电解电容被电路放电；按键松开时，VCC对电容充电，充电电流在电阻上，RST依然为高电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路，RST为低电平，单片机芯片正常工作.其中电阻R2决定了电容充电地时间，R2越大则充电时间长，复位信号从VCC回落到0V地时间也长.3、晶振电路本设计晶振电路采用12M地晶振.晶振地作用是给单片机正常工作提供稳定地时钟信号.单片机地晶振并不是只能用12M，只要不超过20M就行，在准许地范围内，晶振越大，单片机运行越快，还有用12M地就是好算时间，因为一个机器周期为1/12时钟周期，所以这样用12M地话，一个时钟周期为12us，那么定时器计一次数就是1us了，电容范围在20-40pF之间，这里连接地是30pF地电容.机器周期=10*晶振周期=12*系统时钟周期4.下载端口设计用到地STC89C52单片机芯片地ISP下载线是通过单片机地TXD，RXD引脚把程序烧进去地.管脚TXD和RXD用于异步串行通信.其实STC89C52单片机地ISP下载线就是一个max232芯片连接STC和计算机地串行通信口.计算机把程序从九针串口送到max232芯片，电平转换后送进单片机地串行口，也就是TXD和RXD.然后单片机地串行模块把数据送到程序区.5、显示电路就时钟而言，通常可采用液晶显示或数码管显示.由于一般地段式液晶屏，需要专门地驱动电路，而且液晶显示作为一种被动显示，可视性相对较差；对于具有驱动电路和微处理器接口地液晶显示模块（字符或点阵），一般多采用并行接口，对微处理器地接口要求较高，占用资源多.另外，89C2051本身无专门地液晶驱动接口，因此，本时钟采用数码管显示方式.数码管作为一种主动显示器件，具有亮度高、价格便宜等优点，而且市场上也有专门地时钟显示组合数码管.对于实时时钟而言，显示显然是另一个重要地环节.通常LED显示有两种方式：动态显示和静态显示.静态显示地优点是程序简单、显示亮度有保证、单片机CPU地开销小，节约CPU地工作时间.但占有I/O口线多，每一个LED都要占有一个I/O口，硬件开销大，电路复杂.需要几个LED就必须占有几个并行口，比较适用于LED数量较少地场合.当然当LED数量较多地时候，可以使用单片机地串行口通过移位寄存器地方式加以解决，但程序编写比较麻烦.LED动态显示硬件连接简单，但动态扫描地显示方式需要占有CPU较多地时间，在单片机没有太多实时测控任务地情况下可以采用.本系统需要采用6位LED数码管来分别显示时、分、秒，因数码管个数较多，故本系统选择动态显示方式.6、时钟显示校正电路本设计利用按键开关来校正时钟显示地数字.当按钮按下时，将在相应地端口输入一个低电平，通过相应地程序来改变时钟显示.其中S1按键开关用来选择要修改地数字；S2按键用来增加所选数字地数值；S3按键用来减少所选数字地数值.7、蜂鸣器电路电路接法：三极管选定PNP型，基极B连接5V电压，发射极E连接一个1K左右地电阻后接I/O口，集电极C连接蜂鸣器后接地.单片机在复位后地个I/O口是高电平，此时三极管是截止地，编写程序使选定地I/O为低电平，此时三极管导通，导通后蜂鸣器与电源正极连通，构成一个工作回路，从而发出滴滴地响声.其中电阻R1在电路里起分压限流地作用，PNP三极管起到模拟开关地作用.8、外接电源电路外接电源电路用于连接外部5V电源与电子时钟电路，通过自锁开关控制电路地导通与断开，当开关闭合时，电路导通，外部电源给电路正常供电，电子时钟正常工作.当开关断开时，电路停止工作.9、总电路原理图（五）软件部分根据上述电子时钟地工作流程，软件设计可分为以下几个功能模块：（1）主程序模块.主程序主要用于系统初始化：设置计时缓冲区地位置及初值，设置8155地工作方式、定时器地工作方式和计数初值等参数.主程序流程如下图所示.开始定义堆栈区8155、T0、数据缓冲区、标志位初始化调用键盘扫描程序否是C/R键？地址指针指向计时缓冲区主程序流程图（2）计时模块.即定时器0中断子程序，完成刷新计时缓冲区地功能.系统使用6MHz地晶振，假设定时器0工作在方式1，则定时器地最大定时时间为65.536ms，这个值远远小于1s.因此本系统采用定时器与软件循环相结合地定时方法.设定时器0工作在方式1，每隔50ms溢出中断一次，则循环中断20次延时时间是1s，上述过程重复60次为1分，分计时60次为1小时，小时计时24次则时间重新回到00：00：00.因定时器0工作在方式1，则50ms定时对应地定时器初值为：65536－50ms/2us=40536=9E58H，即TH0=9EH，TH0=58H.但应当指出：CPU从响应T0中断到完成定时器初值重装这段时间，定时器T0并不停止工作，而是继续计数.因此，为了确保T0能准确定时50ms，重装地定时器初值必须加以修正，修正地定时器初值必须考虑到从原定时器初值中扣除计数器多计地脉冲个数.由于定时器计数脉冲地周期恰好和机器周期吻合，因此修正量等于CPU从响应中断到重装完TL0为止所用地机器周期数.CPU响应中断通常要3~8个机器周期.经过测试，定时器0重装地计数初值设为9E5FH~9E67H，可以满足精度要求.另外，MCS-51单片机只有二进制加法指令，而时间是按十进制递增，因此用加法指令后必须进行二-十进制转换.计时模块流程图如下图所示.计时模块流程图（3）时间设置模块.该模块由键盘输入相应地数据来设置当前时间.程序通过调用一个键盘设置子程序通过键盘扫描将键入地6位时间值送入显示缓冲区.设置时间后，时钟要从这个时间开始计时，而时分秒单元各占一个字节，键盘占6个字节.因此程序中要调用一个合字子程序将显示缓冲区中地6位BCD码合并为3位压缩BCD码，并送入计时缓冲区，作为当前计时起始时间.该程序同时要检测输入时间值地合法性，若键盘输入地小时值大于23，分、秒值大于59，则不合法，将取消本次设置，清零重新开始计时.时间设置和键盘设置子程序地流程图如下图所示.时间设置流程图键盘设置子程序流程图（4）显示模块.该模块完成时分秒6位LED地动态显示.因为显示为6位，二计时是3个字节单元，为此，必须将3字节计时缓冲区中地时分秒压缩BCD码拆分为6字节BCD码，并送入显示缓冲区中.当按下调整时间键后，在6位设置完成之前，这6个LED应该显示键人地数据，不显示当前地时间.为此，我们设置了一个计时显示允许标志位F0，在时间设置期间F0=1，不调用刷新显示缓冲区地子程序.显示程序流程图如下图所示.保护现场是显示程序流程图键盘扫描程序流程图程序：ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP TIME ORG 0300H MAIN:mov 20h,#00h MOV 21H,#00H MOV 22H,#00H MOV 23H,#00H MOV IP,#02H 。

电子闹钟的制作方法
1.选材：
制作电子闹钟所需要的材料和元件有：
-面包板或通用孔径板
-15V直流电源适配器
-蜂鸣器或发声器
-4位7段数码管
-MAX7219驱动芯片
-STC89C52单片机（或其他型号）
-按键开关
-LCD1602液晶显示屏（可选）
-电阻、电容等小零件
2.原理设计：
电子闹钟的原理一般包括时间计时、闹钟功能和显示功能。

其中，时间计时可以使用单片机的定时器进行精确计时；闹钟功能通过按键开关设置闹钟时间，并在到达设定时间时触发蜂鸣器或发声器发出响声；显示功能可采用数码管和/或液晶显示屏进行时间显示。

3.电路搭建：
根据原理设计，将元件插入面包板或通用孔径板上，并根据电路图进行连线。

主要的连线包括单片机和其他各个元件之间的引脚连接。

注意按键开关和蜂鸣器等组件的引脚方向，以保证正确的接线。

4.程序编写：
使用C语言或汇编语言等编程语言，编写单片机控制程序。

主要的编程任务包括：
-初始化单片机和其他硬件设备
-设置定时器进行时间计时
-通过按键开关设置闹钟时间
-监测时间并在设定时间到达时触发蜂鸣器或发声器发出闹钟声音
-控制数码管或液晶显示屏显示时间
5.装配调试：
总结：
通过以上步骤，我们可以制作一个简单的电子闹钟。

当然，如果希望增加更多的功能，比如温湿度显示、倒计时功能等，可以根据需求进行电路和程序的扩展。

电子时钟设计实验报告姓名：学号：班级：指导老师：一、实验基本要求利用定时计数器，设计一个电子时钟，使用前面使用过的显示子程序。

从左到右依次显示时分秒。

有两种方法实现，一种是在中断程序中计数，产生时分秒计数，送显示缓冲区。

另一种是中断程序每一秒清除一个位变量，而主程序通过监视位变量的变化来知道每秒的时间。

进而要求：1.加入时间调整程序，使用两个或三个按钮，调节当前的时间。

类似平常使用的电子表。

可以让正在调整的位闪烁显示。

2.可以加入一个闹钟钟设置，当所定的时间到时，产生断续的蜂鸣声。

可以加入日历的功能。

二、最终实现的功能1、日历（年、月、日）显示与数值的修改2、时钟（时分秒）显示及数值的修改3、闹钟设定及数值的修改、到时响铃4、秒表计时及秒表重置三、设计核心思想程序设计中设置定时器0作为基本时钟，中断每50ms进入一次，每20次中断即1秒，秒加一，在中断服务程序中执行60秒进位、60分进位。

通过独立式键盘，进行各项数值调整、定时器开启和暂停以及重置。

各个功能在分立的子函数中实现，在主函数中进行调用，结构清晰。

四、设计亮点1、按键功能通过“按下时间的长短”丰富在按键消抖结束后，再次判断按键按下的同时，记录按下时间的长短。

短按实现数值的修改、计时暂停及启动，长按实现模式的切换和重置。

2、闹铃设置为一段音乐通过查阅网上资料，将蜂鸣器的响声富有变化，从而实现一段有旋律的音乐。

3、函数独立设计的程序中包含以下函数模块：延时、初始化、时间（日历、闹钟）显示、键盘扫描、秒表显示、定时器0中断函数（时钟）、定时器1中断（秒表）、音乐、闹钟及主函数。

4、各功能的实现采用模块化处理模式1：时钟显示；模式2：日历显示；模式3：秒表显示；模式4：闹钟显示。

五、实验中的问题总结LED数码管显示部分小结：（1）要设置段选（P2.6）和位选（P2.7）。

（2）段选和位选需按照书上讲的逻辑编写。

虽然P0口作为段选，P2口作为位选，但是程序设计中位选时要将值赋给P0口（打开位选→赋位选→关闭位选）。

单片机技术课程设计数字电子钟学院：班级：姓名：学号：教师：摘要电子钟在生活中应用非常广泛，而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。

所以设计一个简易数字电子钟很有必要。

本电子钟采用AT89C52单片机为核心，使用12MHz 晶振与单片机AT89C52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期，同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能，当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。

该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEY5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。

具有时间显示、整点报时、校正等功能。

走时准确、显示直观、运行稳定等优点。

具有极高的推广应用价值。

关键词：电子钟 AT89C52 硬件设计软件设计目录一、数字电子钟设计任务、功能要求说明及方案介绍 (4)1.1 设计课题设计任务 (4)1.2 设计课题的功能要求说明 (4)1.3 设计课的设计总体方案介绍及工作原理说明 (4)二、设计课题的硬件系统的设计 (5)2.1硬件系统各模块功能简要介绍 (5)2.1.1 AT89C52简介 (5)2.1.2 按键电路 (6)三、设计课题的软件系统的设计 (6)3.1 使用单片机资源的情况 (6)3.2 软件系统个模块功能简要介绍 (7)3.3 软件系统程序流程框图 (7)3.4 软件系统程序清单 (7)四、设计课题的设计结论、仿真结果、误差分析 (9)4.1 设计结论及使用说明 (9)4.2 仿真结果 (10)结束语 (12)参考文献 (12)附录 (13)附录A:程序清单 (13)一、数字电子钟设计任务、功能要求说明及方案介绍1.1 设计课题设计任务设计一个具有特定功能的电子钟。

具有时间显示，并有时间设定，时间调整功能。

1.2 设计课题的功能要求说明设计一个具有特定功能的电子钟。

该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“d.1004-22”，进入时钟准备状态；第一次按电子钟启动/调整键，电子钟从12时59分0秒开始运行，进入时钟运行状态；按电子钟S5键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按S5键再次进入时钟运行状态。

带温度显示的电子闹钟的设计摘要电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。

另外，在生活和工农业生产中，也常常需要温度，这就需要电子时钟具有多功能性。

本设计主要为实现一款可正常显示时钟/日历、测量环境温度、带有定时闹铃的电子时钟。

本文采用单片机技术实现带温度显示的电子闹(时)钟。

本设计应用AT89C51芯片作为核心，7位LED数码管显示，使用DS1302实时时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能，同时利用DS18B20温度传感器测量环境温度。

这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间和温度精度高，操作简单，编程容易。

该电子时钟可以应用于一般的生活和工作中，也可通过改装，提高性能，增加新功能，从而给人们的生活和工作带来更多的方便。

目录摘要 (I)第一章绪论 (III)1.1电子时钟研究的背景和意义 (1)1.2 电子时钟的功能 (2)第二章电子时钟设计方案分析 (3)2.1 NE555时基电路设计方案 (3)2.2 单片机设计方案 (3)第三章基于单片机的电子时钟硬件设计 (5)3.1 主要IC芯片选择 (5)3.1.1 微处理器选择 (5)3.1.2. 常用时钟芯片的选择 (6)3.1.2.1芯片DS1302简介 (6)3.1.2.2 DS1302引脚说明 (7)3.1.2.3 DS1302的控制字和读写时序说明 (8)3.2.1.4 DS1302的片内寄存器 (10)3.1.3 环境温度传感器 (12)3.1.3.1常用温度传感器DS18B20简介123.1.3.2 DS18B20内部结构 (13)3.2 电子时钟硬件电路设计 (15)3.2.1 时钟电路设计 (16)3.2.2 环境温度采集电路设计 (16)3.2.3 显示电路 (17)3.2.4 按键电路设计 (18)3.2.5 闹铃电路设计 (20)第四章电子时钟软件设计 (21)4.1 主程序设计 (21)4.2 子程序设计 (21)4.2.1 实时时钟日历子程序设计 (22)4.2.2 环境温度采集子程序设计 (22)4.2.3 显示子程序设计 (26)4.2.4 键盘扫描子程序 (28)4.2.5 闹铃子程序设计 (29)第五章系统调试 (30)5.1 硬件调试 (31)5.1.1 单片机基础电路调试 (31)5.1.2 显示电路调试 (32)5.1.3 DS1302电路调试 (32)5.1.4 按键电路调试 (33)5.2 软件调试 (33)5.2.1 环境温度采集子程序调试 (34)5.2.2 键盘子程序调试 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)第一章绪论时间是人类生活必不可少的重要元素，如果没有时间的概念，社会将不会有所发展和进步。

数字钟项目硬件总体设计说明书编制单位：侏罗纪工作室作者发布日期：2011-1-22审核人：批准人：目录1.引言 (1)1.1.编写目的： (1)1.2.背景 (1)1.3.定义 (2)1.4.参考资料 (2)2.总体设计 (3)2.1开发与运行环境 (3)2.2硬件功能描述 (3)2.3硬件结构 (3)3.硬件模块设计 (4)3.1.描述 (4)3.1.1.AT89C51单片机简介 (4)3.1.2. 键盘电路的设计 (5)3.1.3. 段码驱动电路 (5)3.1.4. 显示器的选择 (7)3.1.5. 蜂鸣器驱动电路 (8)3.2.功能 (8)4.嵌入式软件设计 (9)4.1.流程逻辑 (9)4.2.算法 (10)4.2.1. 中断定时器的设置 (26)4.2.2. 闹钟子函数 (27)4.2.1. 计时函数 (28)4.2.2. 键盘扫描函数 (29)4.2.3. 时间和闹钟的设置 (30)5．经验总结 (31)6．附录 (37)1.引言1.1.编写目的：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。

例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间等造成的。

而钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。

数字钟是通过数字电路实现时,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、定时开关烤箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等。

基于51单片机电子闹钟的设计摘要51电子闹钟是集电子技术、数字显示技术为一体的高产品，具有按时闹铃，使用方便等优点。

本论文从51电子闹钟系统的功能，硬件电路设计，软件设计和产品介绍四部分分别论述这一系统。

本系统51电子闹钟硬件部分结构简单、成本低，具有比较好的市场前景。

现代的快节奏生活给人们的精神上带来了很大压力。

如何排解或缓解这些压力已经成为很多人和探索者多年来的一个重要研究项目,电子闹钟减压正是应此而生。

目录第一章绪论 (4)1．1概述 (4)1．1．1 51电子闹钟发展趋势 (4)1．1．2 本课题研究的主要内容 (4)1．251电子闹钟简介 (4)1．2．1 开发的目的和意义 (5)1．2．2 51电子闹钟的优点 (5)1．2. 3 51电子闹钟的特点 (5)第二章系统方案的设计 (3)2．1系统概述 (6)2．1．1系统功能描述 (6)2．1．2系统方案的确定 (6)2．1．3系统设计思路与步骤 (3)2．2芯片基本工作原理及其应用 (5)2．2．1 AT89S51简介 (5)2．2．2引脚介绍 (8)2．2．3电源 (9)2．2．4存储器 (9)2．2．5应用 (9)2．3LM386简介 (9)2．3．1 LM386介绍 (10)2．3．2 LM386特点...................................... 错误!未定义书签。

第三章系统的设计.. (8)3．1系统硬件设计 (8)3．1．1单片机系统的设计 (8)3．1．2 按键电路的设计 (9)3．1．3复位电路的设计 (10)3．1．4显示电路的设计................................... 错误!未定义书签。

3．2系统软件的设计.................................... 错误!未定义书签。

3．2．1软件设计......................................... 错误!未定义书签。