单片机数字钟的设计制作(附件)
2016 年 5 月 20 日摘 要自诞生以来，单片机应用日趋广泛，应用范围日趋扩展，而MCS-51系列单片机是各单片机中最为典型的一种。本次毕业设计，以AT89C52芯片为核心，运用各种电路，构成简单的数字钟。数字钟系统的主要任务是：采用单片机为核心产生24小时的时间，并用LCD液晶显示器显示出来。本设计还具有闹钟的功能，通过拉蜂鸣器来提醒。这样简单的设计可以直观反映单片机的应用。
目 录
第一章 绪论 1
1.1论文研究的背景和意义 1
1.2论文研究内容 1
第二章 系统总体结构 2
2.1系统任务规划 2
2.2系统结构框图 2
2.3系统方案论证 3
2.3.1单片机芯片设计 3
2.3.2按键控制模块 3
2.3.3时钟控制模块 3
2.3.4温度采集模块 3
2.3.5显示模块 3
第三章 硬件设计 4
3.1主控芯片 4
3.1.1 P0口 4
3.1.2 P1口 4
3.1.3 P2口 5
3.1.4 P3口 5
3.2时钟模块 6
3.2.1 DS1302简要介绍 6
3.2.2 DS1302接口电路设计 7
3.3显示模块 8
3.3.1引脚功能说明 8
3.3.2控制指令 9
3.4温度芯片DS18B20 10
3.5复位电路设计 11
3.6按键模块设计 11
第四章 软件设计 13
4.1 Proteus 13
4.2 KeilC 13
4.2.1 KeilC编译环境 13
4.2.2 软件设计流程图 14
4.3 Proteus和KeilC混合仿真 14
第五章 实物调试及总结 16
5.1 实物调试 16
5.2 总结 17
致谢 18
参考文献 19
附录A 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
附录B 21
第一章 绪论
1.1论文研究的背景和意义
数字钟作为人们身边不可或缺的一样物品，带给了人们舒适便捷的生活环境。由于数字合成电路的开发和制作工艺的改进，数字时钟除了具有一个精确的和一致的时间，还有便于运输的优点。数字时钟也能够在多种多样的计算时间的方面，自动设定时间和操控中运用。尽管现在市场上已有现成的数字时钟集成电路芯片出售，价格低，使用方便，但是鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟设计，因此进行数字时钟的设计是必须的。我们可以通过将已学过的专业知识系统地联系起来用于实际，来培养我们综合分析和设计电路，写程序和调试电路的能力。
单片机所具备的优点包括个头小，适应能力强，性价比高，播报时间准确等。单片机不仅已成为测量和智能工业控制仪表中广泛应用的技术，并已渗透到人们日常工作生活中的每一个角落。有力地推动了制作工艺的转型和产品的升级换代。
本次设计可以培养我们针对课题需要，选择和查阅有关资料的自学能力，提高硬件选择和焊接、编程、调试的动手能力；巩固和增强对单片机有关知识的实际应用，提升了排除问题的能力；通过对课题设计方案的分析、选择、比较，熟悉单片机应用系统得开发、研制过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。
1.2论文研究内容
本课题的关键问题是：
1、在一个时间段内如何设计闰年、闰月；
2、走时调整：调整过程中不影响走时，按下时间选择键对“时分秒”进行调整，每按一下加，加1，每按一下减，减1；
3、停电时，数字钟继续走时；
4、在课题进行过程中通过proteus软件进行仿真，设计原理图，是个难点；
5、对于AT89C52单片机的熟练运用是个难点；
6、在本次数字钟的设计流程中，需要详细有关于单片机的相关知识，以便于达到本次设计的设计要求。 第二章 系统总体结构
2.1系统任务规划
在设计制作数字钟的方式上有很多种选择，在设备和工艺的选择上，也是多种多样。这样的话，设计电路的计划必须要在符合本次设计电路的实验效果的条件下，还要斟酌到电路的实际使用方法，所选用的布局必需简易并且有实际应用价值，容易完成。
本次电路的设计，使用了AT89C52芯片来控制电路。数字钟电路用单片机来操控，能起到简易便捷的效果，能够省去许多难以驾驭的布线，更易于读懂。对时间的设定用的是独立按键来操控，播放闹钟的是一个扬声器，用一个C语言程序实现对数字钟显示的完全控制，C语言能使变成更加方便简洁。通过这样四个模块来完成本次设计。
2.2系统结构框图
图21系统结构示意图 2.3系统方案论证
2.3.1单片机芯片设计
数字钟电路用单片机来操控，能起到简易便捷的效果，能够省去许多难以驾驭的布线，更易于读懂。本次数字钟的设计用的是AT89C52来操控数字钟电路。AT89C52是一种CMOS 8位的微型控制器，它具备工作耗能低，工作能力强等特点，还含有8K可以随时编辑程序的Flash存储器。同时AT89C52的小体积，高驱动能力，高集成，高可靠性等特点也是我选择它的原因。因此选用AT89C52单片机。
2.3.2按键控制模块
本设计的按键操控模块采取的是单独按键的方式，这种方法可以让使用者更简洁明了的查询和设置，能使制作者更便捷的编辑程序，更加能节约cpu成本。数字钟电路中并不需要很多的按键，为着尽量减少占据cpu的内存，操控更简便的目的，采取独立按键的方式是最佳选择。
2.3.3时钟控制模块
本次数字钟设计用以完成计时功能的方法是用DS1302。DS1302时钟芯片是一款高性能的芯片，能够准确的主动记录时分秒，8位的RAM可以用来当做信息暂时存放区的功能，能够在2.5V～5.5V的电压范畴之内运行。
2.3.4温度采集模块
DS18B20能够非常直观地读取当时测量得到的温度读数，还能够凭借现实的情况在简易地编辑程序之后，读取9～12位的数字信息。虽然DS18B20不能准确地读取当时的温度信息，但是用的是总传输线访问的方法，而且能够实现经济的目的，节约MCU的成本，所以这个项目采取DS18B20温度传感器。
目 录
第一章 绪论 1
1.1论文研究的背景和意义 1
1.2论文研究内容 1
第二章 系统总体结构 2
2.1系统任务规划 2
2.2系统结构框图 2
2.3系统方案论证 3
2.3.1单片机芯片设计 3
2.3.2按键控制模块 3
2.3.3时钟控制模块 3
2.3.4温度采集模块 3
2.3.5显示模块 3
第三章 硬件设计 4
3.1主控芯片 4
3.1.1 P0口 4
3.1.2 P1口 4
3.1.3 P2口 5
3.1.4 P3口 5
3.2时钟模块 6
3.2.1 DS1302简要介绍 6
3.2.2 DS1302接口电路设计 7
3.3显示模块 8
3.3.1引脚功能说明 8
3.3.2控制指令 9
3.4温度芯片DS18B20 10
3.5复位电路设计 11
3.6按键模块设计 11
第四章 软件设计 13
4.1 Proteus 13
4.2 KeilC 13
4.2.1 KeilC编译环境 13
4.2.2 软件设计流程图 14
4.3 Proteus和KeilC混合仿真 14
第五章 实物调试及总结 16
5.1 实物调试 16
5.2 总结 17
致谢 18
参考文献 19
附录A 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
附录B 21
第一章 绪论
1.1论文研究的背景和意义
数字钟作为人们身边不可或缺的一样物品，带给了人们舒适便捷的生活环境。由于数字合成电路的开发和制作工艺的改进，数字时钟除了具有一个精确的和一致的时间，还有便于运输的优点。数字时钟也能够在多种多样的计算时间的方面，自动设定时间和操控中运用。尽管现在市场上已有现成的数字时钟集成电路芯片出售，价格低，使用方便，但是鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟设计，因此进行数字时钟的设计是必须的。我们可以通过将已学过的专业知识系统地联系起来用于实际，来培养我们综合分析和设计电路，写程序和调试电路的能力。
单片机所具备的优点包括个头小，适应能力强，性价比高，播报时间准确等。单片机不仅已成为测量和智能工业控制仪表中广泛应用的技术，并已渗透到人们日常工作生活中的每一个角落。有力地推动了制作工艺的转型和产品的升级换代。
本次设计可以培养我们针对课题需要，选择和查阅有关资料的自学能力，提高硬件选择和焊接、编程、调试的动手能力；巩固和增强对单片机有关知识的实际应用，提升了排除问题的能力；通过对课题设计方案的分析、选择、比较，熟悉单片机应用系统得开发、研制过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。
1.2论文研究内容
本课题的关键问题是：
1、在一个时间段内如何设计闰年、闰月；
2、走时调整：调整过程中不影响走时，按下时间选择键对“时分秒”进行调整，每按一下加，加1，每按一下减，减1；
3、停电时，数字钟继续走时；
4、在课题进行过程中通过proteus软件进行仿真，设计原理图，是个难点；
5、对于AT89C52单片机的熟练运用是个难点；
6、在本次数字钟的设计流程中，需要详细有关于单片机的相关知识，以便于达到本次设计的设计要求。 第二章 系统总体结构
2.1系统任务规划
在设计制作数字钟的方式上有很多种选择，在设备和工艺的选择上，也是多种多样。这样的话，设计电路的计划必须要在符合本次设计电路的实验效果的条件下，还要斟酌到电路的实际使用方法，所选用的布局必需简易并且有实际应用价值，容易完成。
本次电路的设计，使用了AT89C52芯片来控制电路。数字钟电路用单片机来操控，能起到简易便捷的效果，能够省去许多难以驾驭的布线，更易于读懂。对时间的设定用的是独立按键来操控，播放闹钟的是一个扬声器，用一个C语言程序实现对数字钟显示的完全控制，C语言能使变成更加方便简洁。通过这样四个模块来完成本次设计。
2.2系统结构框图
图21系统结构示意图 2.3系统方案论证
2.3.1单片机芯片设计
数字钟电路用单片机来操控，能起到简易便捷的效果，能够省去许多难以驾驭的布线，更易于读懂。本次数字钟的设计用的是AT89C52来操控数字钟电路。AT89C52是一种CMOS 8位的微型控制器，它具备工作耗能低，工作能力强等特点，还含有8K可以随时编辑程序的Flash存储器。同时AT89C52的小体积，高驱动能力，高集成，高可靠性等特点也是我选择它的原因。因此选用AT89C52单片机。
2.3.2按键控制模块
本设计的按键操控模块采取的是单独按键的方式，这种方法可以让使用者更简洁明了的查询和设置，能使制作者更便捷的编辑程序，更加能节约cpu成本。数字钟电路中并不需要很多的按键，为着尽量减少占据cpu的内存，操控更简便的目的，采取独立按键的方式是最佳选择。
2.3.3时钟控制模块
本次数字钟设计用以完成计时功能的方法是用DS1302。DS1302时钟芯片是一款高性能的芯片，能够准确的主动记录时分秒，8位的RAM可以用来当做信息暂时存放区的功能，能够在2.5V～5.5V的电压范畴之内运行。
2.3.4温度采集模块
DS18B20能够非常直观地读取当时测量得到的温度读数，还能够凭借现实的情况在简易地编辑程序之后，读取9～12位的数字信息。虽然DS18B20不能准确地读取当时的温度信息，但是用的是总传输线访问的方法，而且能够实现经济的目的，节约MCU的成本，所以这个项目采取DS18B20温度传感器。
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