基于AT89C52的电子时钟设计
学生姓名 学 号 所在学院 专业名称 班 级 指导教师 成 绩
四川师范大学成都学院 二O一五年十二月
基于AT89C52的电子时钟设计
摘要：
单片机在电子产品中的应用越来越广泛，特别是51系列的单片机，由于其使用方便、价格 低廉等优势，在市场上占有很大的份额。AT89C52就是51系列中的一个比较成熟的型号。本设计是一个多功能的实时时钟，带秒表、整点报时、闹铃、调整时间等功能。可按键直接设置闹铃时间。由AT89C51单片机、DS130
2、LCD1602等模块组成。现代社会，时间就是金钱，时钟是每个人的必备品。本设计实现了所需功能，给大家带来方便，整体性好、人性化强、可靠性高，实现了时钟的多功能应用。
关键词：电子时钟；DS1302；LCD1602；
Abstract: Single-chip computer is finding wider and wider application in the electronic products, especially the 51 series microcontroller, due to its convenience, price is low wait for an advantage, holds a large share in the market.AT89C52 is 51 series of a more mature model.This design is a multi-function real-time clock, stopwatch, adjusting time of the hour, alarm, etc.Can be directly set alarm time button.Composed of AT89C51, DS1302 and LCD1602 module.Modern society, time is money, the clock is an eential for everyone.This design can realize the function needed, bring convenience, integral sex is good, human nature is strong, high reliability, realize the multifunctional application of clock.Keywords: electronic; clock; DS1302
II
目录
引言：..............................................................1 1.设计要求与方案....................................................1 1.1 设计要求： ....................................................1 1.2 系统基本方案选择 ..............................................1
1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 .............................1 1.2.2 显示模块选择方案和论证.................................2 1.2.3时钟芯片的选择方案和论证 ...............................2
2.设计方案的选择....................................................3 2.1计时方案 .....................................错误！未定义书签。 2.2 单片机的基本结构 .............................错误！未定义书签。 2.3数字钟的构成 ..................................................4 2.4数字钟组成框图 ................................................4
2.4.1晶体振荡器电路 .........................................4 2.4.2 整点报时电路...........................................4
3.系统的软件设计 ...................................................4 3.1程序流程图 ....................................................4 3.2程序的设计 ....................................................6 4.实验箱调试结果....................................................8 5.总结心得体会：....................................................9
III
引言：
随着科技的快速发展，时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路DS1302。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子时钟采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该设计以AT89C51单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。
综上所述，此电子时钟具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。
1.设计要求与方案
1.1 设计要求：
(1)启动时显示制作的年、月、日、制作者的学号等信息。 (2)24小时计时功能（精确到秒） (3)整点报时功能。 (4)秒表功能
(5)省电功能模式（未设计） 1.2 系统基本方案选择
1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 方案一: 采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。 方案二：
采用AT89S52,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时
1 也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具
有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增
功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。 相比之下，我们在实验箱实际仿真时选择采用AT89S52作为主控制系统，由于proteus库中没有AT89S52，在原理图仿真时采用了AT89C51 1.2.2 显示模块选择方案和论证 方案一：
采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高所以也不用此种作为显示.方案二：
采用LCD液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,显示多样,清晰可见 本设计采用LCD1602 1.2.3时钟芯片的选择方案和论证 方案一：
直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、时、分、秒计
数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。
方案二：
采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对
秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,位的RAM 做为数据暂存区，工作电压2.5V～5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA.综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用AT89C52作为主控制系统， DS1302提供时钟计时，LCD1602屏幕显示. 2 2为一个分频器来使用。对于芯片的使用，我们应该在了解它的各项功能的前提条件下，灵活巧妙地运用。具体的芯片资料和图片我们通过查阅相关的书籍，在网上能够很方便的查找。
经过这次电子钟作品设计与制作让我收获很多：
一、让我明白了“三个臭皮匠顶一个诸葛亮”和“团结就是力量”等名言名句的道理，让我明白只要我们团结协作没有什么困难是战胜不了的，团结让我们成功，团结让我们胜利，团结让我们的力量更大；
二、增进我和老师同学之间的友谊情感，在与老师互动学习的过程中使我体会了老师解决问题的方法与思路，让我领会了解决问题精髓，使我们学习更有活力更有信心更有自信，培养了我们的协助合作能力；
三、培养了我们的动手能力和独立解决问题的能力；
四、培养了我们的自主学习能力和利用网上这个广阔平台的学习能力；
五、使我学会了用专用的画图工具和画图软件Protel99SE画电路图的能力，通过这次作品的制作使我对Protel99SE原来的不熟悉到现在的比较熟练，画的图也比原来更合理，速度更快了；
六、锻炼了我们的焊接技术和焊接工艺，使我的焊接能力上了一个台阶；
七、培养了我管理和协调各项工作的能力，在制作的过程中也有不协调的一面但我都能一一克服了，这也使我在管理等方面能力的提高。
3 2.3数字钟的构成
数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。 2.4数字钟组成框图 2.4.1晶体振荡器电路
晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用TTL门电路构成；另一类是通过CMOS非门构成的电路，本次设计采用了后一种。如图（b）所示，由CMOS非门U1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，U2实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻R1为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容C
1、C2与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个180度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。 （f）带有消抖电路的校正电路
2.4.2 整点报时电路
电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。
当时间在59分50秒到59分59秒期间时，分十位、分个位和秒十位均保持不变，分别为
5、9和5，因此可将分计数器十位的QC和QA、个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与，从而产生报时控制信号。 报时电路可选74HC30来构成。74HC30为8输入与非门。
3.系统的软件设计
3.1程序流程图
图-A 主程序流程图
图-B 整程序流程图
间调
时 3.2程序的设计 程序
#include #include #include #include
#define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define TIME (0X10000-50000) #define FLAG 0xf4 //闹钟标志
sbit rst=P1^2; //DS sbit clk=P1^0; sbit dat=P1^1; sbit rs=P2^0; //LCD sbit rw=P2^1; sbit e=P2^2; sbit beep=P1^3; sbit mbkey=P1^4;
uchar k; uchar flag; uchar i=20,j,time1[16]; uchar alarm[2],time2[15],time[3];time5[3]; uchar code Day[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; //12个月的最大日期(非闰年) uchar //ms秒表进数，
mbmiao.mbfe秒表的秒.分，key2num是key5的计数
key2num,ms=0,mbmiao=0,mbfen=0,mbkeynum,num; uchar code table[]=\" 32210324 GYY\"; uchar code table1[]=\" 32210326 GLQ\"; uchar code table4[]=\" 00:00:00 MB \";
void delay(uint z) { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--); }
delay1ms(uchar time) //延时1ms { uchar i,j; for(i=0;i
//LCD驱动部分 enable() { rs=0; rw=0; e=0; delay1ms(3); e=1; } write2(uchar i) { P0=i; rs=1; rw=0; e=0; 7 delay1ms(2); e=1; } write1(uchar data *addre,m) { uchar i,j; for(i=0;i
实现功能的具体方法：
时钟主界面时按下K1键进入秒表功能，按K2秒表开始，再按K3秒表停，按键K4返回时间显示；按K4开始调试（移位“年→秒”），接着按K
2、K3调节时间增减；按K2开启闹钟，K3调节时间，K4（移位“时分”）；按“年→秒”的顺序移位，按键K2进行减运算，按键K3进行加运算，按键K1返回到主界面并显示设置值。
按下K3键,实现闹钟定时调整，按键K4进行“分-秒”移位，按键K3进行
8 上调，按键K2返回到主界面。
主界面K2实现开启/关闭闹钟的功能。按下K1键进入秒表，按键K2开始计时，K3暂停计时，K4返回到主界面。
5.总结心得体会：
通过这次电子时钟设计，其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节，开始以为时钟会很简单，就算遇到问题应该也很好解决，但当自己真正去做的时候，发现了好多困难。于是查资料，问同学和老师。经过老师和同学的探讨，通过调试进一步完善程序设计，最后虽然省电模式没实现但其他基本达到课题所要求的指标。完成了实习任务。这次实习我更加了解了单片机的应用，更加牢牢的掌握了书本知识与现实的结合，总之这是实习收获很大，以后还需多动手实践，多练习编程，才能熟练掌握单片机。
最后刘强老师的支持与帮助，感谢他的意见和建议，使这次的设计与制作少走了弯路，我感谢他。
