AT89S52单片机智能数字钟
AT89S52单片机智能数字钟[20200131184000]
摘要
这款单片机智能数字钟具有以下功能：能够显示年、月、日，时，分，秒还有闹钟功能，而且时间和日期可以自动关联进位。时间和日期还可以自动修改、手动设置等功能。其主控模块是AT89S52，采用DS1302作为定时来源。主程序是软件设计的总体框架，因此主程序流程图的设计决定了程序编写的好坏，主程序的功能主要是读DS1302的时间将时间数据送到液晶显示，并与闹钟的设定时间比较，再判断是否有按键按下，从而进行校时、定时功能。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机数码显示语音报时
一、引言 1
二、系统方案的确定 1
（一）关于AT89S52的介绍 1
（二）数码管显示 2
（三）设计校时和定时电路 2
（四）实时控制电路 2
（五）其它控制电路 2
三、硬件电路的设计 2
（一）石英晶体和陶瓷谐振器 2
（二）复位电路的设计 3
（三）实时控制电路的设计 4
（四）数码管显示模块 4
（五）开关与按键的设计 5
四、系统软件设计 6
五、总结 7
六、参考文献 8
七、致谢 8
八、附录 9
附录（一）电路原理图 9
附录（二）元器件清单 10
附录（三）PCB图 12
附录（四）全部程序 12
一、引言
钟表的数字化给人们生产生活带来了很大的便利，随着人们生活水平的提高，科技在不断发展，钟表的功能更加全面强大。数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械是始终比较有更准确的计时和直观性。数字钟的设计方法很多，可用中小规模集成电路组成电子钟；也可以用专用的电子芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟；还可以用单片机实现这一技术。
现在这个时期可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，其中有和C51系列兼容的，也有不兼容的，但是它们各具特色，各有优劣互补之处，为单片机的应用提供了广阔的天地。单片机的发展趋势很乐观，可靠性及应用越来越高和互联网连接已是一种明显的走向；所集成的部件越来越多；功耗越来越低和模拟电路相结合越来越多。
当今的社会竞争很激烈——就是信息的竞争，要想胜利，必须打赢时间战。所以，只有有时间观念的人才能在竞争中取胜，因此人们必须得看时间。早期的时钟给人的感觉就是很单一就只能显示时间而不能看日期，有没有闹钟等功能，看起来不够直观，给人们使用不是很方便，因此，针对这样一个问题设计出了一个能够显示年月日，时分秒及闹钟功能的智能数字钟。
二、系统方案的确定
单片机芯片作为控制系统的核心部件，具备微机CPU的数值计算功能，具有灵活强大的控制功能，便于实时检测系统地输入量、控制系统的输出量，来实现自动控制。数字钟功能的实现才用了单片机技术，以下可以确定其方案来研究课题。如图一所示
图一 系统方框图
（一）关于AT89S52的介绍
它是一种低功耗，高性能CMOS8位微控制器，具有可编程Flash存储器8K系统。使用Atmel的高密度非易失性存储器技术制造，完全兼容与工业80C51产品指令和引脚。片上Flash允许程序存储器在系统可编程亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节 Flash，字节RAM，25632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。如图二所示
图二 AT89S52引脚图
（二）数码管显示
数码管是一类显示屏通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示 时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。所以在这里采用数码管显示。
（三）设计校时和定时电路
随着时钟准确度的要求已经越来越高，用校时、定时电路来达到准确控制时间地目的。
（四）实时控制电路
它能对输入作出快速响应、快速检测和快速处理，并能及时提供输出操作信号的计算机控制系统。它是时钟电路的重要组成部分，采用一个时钟芯片，单片机从中读取数据送到显示器上显示，来实现数字钟的功能。
（五）其它控制电路
包括复位电路、时钟电路等等。通过这些控制电路的连接构成了完整的系统。
三、硬件电路的设计
（一）石英晶体和陶瓷谐振器
他们可以一起使用，构成一个自激振荡器。由于两分频触发作为外部时钟输入电路后的外部时钟信号，使外部时钟信号的占空比没有其他要求，在低水平和高水平的持续时间或持续时间最长的达到要求了。反相放大器的输入端为XTALl，输出端为XTAL2，两端连接石英晶体及两个电容形成稳定的自激振荡器。电容通常取30PF左右。振荡频率范围是1.2～12MHz。晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输出到片内的时钟发生器上，在本次设计中选取石英晶体的振荡频率为11.0592MHz。如图三所示
图三 时钟电路的连接
（二）复位电路的设计
单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC＝0000H，使单片机从第一个单元取指令。无论是在单片机刚接通电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位，所以我们必须弄清楚MGS-51型单片机复位的条件、复体电路和复位后状态。该电路除具有上电复位功能外, 对系统的可控性是很有帮助的。如图四所示
图四 复位电路的设计
（三）实时控制电路的设计
在本次设计中采用DS1302为实时控制芯片，并接备用电源以使在外接电源断电时其控制电路仍在计时。DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。RST驱动RST输入设置高启动所有的数据传送，RST输入有两个功能：第一，首先通过控制逻辑，允许地址/命令序列的移位寄存器；其次，RST终止单字节或多字节数据提供的交货方式。当RST为高，所有的数据传输的初始化，允许DS1302操作。如果在传输过程中，在一个较低的水平，将终止数据传输。如图五所示
图五 实时控制芯片
（四）数码管显示模块
数码管显示界面动态显示是供应链管理的最广泛使用的形式，动态驱动是所有的数码管显示中风8”，B，C，D，E，F，G，DP”的同名端连在一起，另外每个数码管的栅极控制电路增加公众通信，一门是由一个独立的I / O线控制，当单片机输出的字体代码，所有的数码管将收到相同的字体的代码，但这是数码管显示的字体，对齐控制取决于单片机通COM端电路，所以只要我有数码管需要将显示闸门控制打开，显示字体，没有数字通道的门控不亮。将每个数码管的COM端控制通过分时，使每一个数码管依次控制显示，这就是动态驱动。在旋转过程中，照明时间的每个数码管1 ~ 2ms，对人和发光二极管的视觉余辉效果的持久性，尽管事实上，你是不是在同一时间，数码管亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象是一组稳定的显示数据，没有闪烁的静态效应和动态显示，显示的是相同的，可以节省大量的I / O端口，和较低的功耗。数字显示定位：数码管涉及共阳数码管显示电路的设计，动态扫描显示。因为共阳数码管的使用，所以从AT89S52 P2.0 ~ 74ls244n P2.5控制输出，相应的低级别的控制输出端口，数码管的光。如图六所示
图六 数码管及显示电路选择
（五）开关与按键的设计
模块通电后，6位数码管显示12:59:50秒，正常运行，长按S2键（约3秒）松开，第一第二个数码管闪烁，此时轻按S2键，可设置“时”（0~23），再长按S2键（约3秒）松开，第三第四个数码管闪烁，此时轻按S2键，可设置“分”（0~59），再长按S2键（约3秒）松开，第五第六个数码管闪烁，此时轻按S2键，可设置“秒”（0~59），如此循环。设置完再长按S2键（约3秒）松开即进入正常运行状态，S1键是复位键。如图七所示
摘要
这款单片机智能数字钟具有以下功能：能够显示年、月、日，时，分，秒还有闹钟功能，而且时间和日期可以自动关联进位。时间和日期还可以自动修改、手动设置等功能。其主控模块是AT89S52，采用DS1302作为定时来源。主程序是软件设计的总体框架，因此主程序流程图的设计决定了程序编写的好坏，主程序的功能主要是读DS1302的时间将时间数据送到液晶显示，并与闹钟的设定时间比较，再判断是否有按键按下，从而进行校时、定时功能。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机数码显示语音报时
一、引言 1
二、系统方案的确定 1
（一）关于AT89S52的介绍 1
（二）数码管显示 2
（三）设计校时和定时电路 2
（四）实时控制电路 2
（五）其它控制电路 2
三、硬件电路的设计 2
（一）石英晶体和陶瓷谐振器 2
（二）复位电路的设计 3
（三）实时控制电路的设计 4
（四）数码管显示模块 4
（五）开关与按键的设计 5
四、系统软件设计 6
五、总结 7
六、参考文献 8
七、致谢 8
八、附录 9
附录（一）电路原理图 9
附录（二）元器件清单 10
附录（三）PCB图 12
附录（四）全部程序 12
一、引言
钟表的数字化给人们生产生活带来了很大的便利，随着人们生活水平的提高，科技在不断发展，钟表的功能更加全面强大。数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械是始终比较有更准确的计时和直观性。数字钟的设计方法很多，可用中小规模集成电路组成电子钟；也可以用专用的电子芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟；还可以用单片机实现这一技术。
现在这个时期可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，其中有和C51系列兼容的，也有不兼容的，但是它们各具特色，各有优劣互补之处，为单片机的应用提供了广阔的天地。单片机的发展趋势很乐观，可靠性及应用越来越高和互联网连接已是一种明显的走向；所集成的部件越来越多；功耗越来越低和模拟电路相结合越来越多。
当今的社会竞争很激烈——就是信息的竞争，要想胜利，必须打赢时间战。所以，只有有时间观念的人才能在竞争中取胜，因此人们必须得看时间。早期的时钟给人的感觉就是很单一就只能显示时间而不能看日期，有没有闹钟等功能，看起来不够直观，给人们使用不是很方便，因此，针对这样一个问题设计出了一个能够显示年月日，时分秒及闹钟功能的智能数字钟。
二、系统方案的确定
单片机芯片作为控制系统的核心部件，具备微机CPU的数值计算功能，具有灵活强大的控制功能，便于实时检测系统地输入量、控制系统的输出量，来实现自动控制。数字钟功能的实现才用了单片机技术，以下可以确定其方案来研究课题。如图一所示
图一 系统方框图
（一）关于AT89S52的介绍
它是一种低功耗，高性能CMOS8位微控制器，具有可编程Flash存储器8K系统。使用Atmel的高密度非易失性存储器技术制造，完全兼容与工业80C51产品指令和引脚。片上Flash允许程序存储器在系统可编程亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节 Flash，字节RAM，25632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。如图二所示
图二 AT89S52引脚图
（二）数码管显示
数码管是一类显示屏
（三）设计校时和定时电路
随着时钟准确度的要求已经越来越高，用校时、定时电路来达到准确控制时间地目的。
（四）实时控制电路
它能对输入作出快速响应、快速检测和快速处理，并能及时提供输出操作信号的计算机控制系统。它是时钟电路的重要组成部分，采用一个时钟芯片，单片机从中读取数据送到显示器上显示，来实现数字钟的功能。
（五）其它控制电路
包括复位电路、时钟电路等等。通过这些控制电路的连接构成了完整的系统。
三、硬件电路的设计
（一）石英晶体和陶瓷谐振器
他们可以一起使用，构成一个自激振荡器。由于两分频触发作为外部时钟输入电路后的外部时钟信号，使外部时钟信号的占空比没有其他要求，在低水平和高水平的持续时间或持续时间最长的达到要求了。反相放大器的输入端为XTALl，输出端为XTAL2，两端连接石英晶体及两个电容形成稳定的自激振荡器。电容通常取30PF左右。振荡频率范围是1.2～12MHz。晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输出到片内的时钟发生器上，在本次设计中选取石英晶体的振荡频率为11.0592MHz。如图三所示
图三 时钟电路的连接
（二）复位电路的设计
单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC＝0000H，使单片机从第一个单元取指令。无论是在单片机刚接通电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位，所以我们必须弄清楚MGS-51型单片机复位的条件、复体电路和复位后状态。该电路除具有上电复位功能外, 对系统的可控性是很有帮助的。如图四所示
图四 复位电路的设计
（三）实时控制电路的设计
在本次设计中采用DS1302为实时控制芯片，并接备用电源以使在外接电源断电时其控制电路仍在计时。DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。RST驱动RST输入设置高启动所有的数据传送，RST输入有两个功能：第一，首先通过控制逻辑，允许地址/命令序列的移位寄存器；其次，RST终止单字节或多字节数据提供的交货方式。当RST为高，所有的数据传输的初始化，允许DS1302操作。如果在传输过程中，在一个较低的水平，将终止数据传输。如图五所示
图五 实时控制芯片
（四）数码管显示模块
数码管显示界面动态显示是供应链管理的最广泛使用的形式，动态驱动是所有的数码管显示中风8”，B，C，D，E，F，G，DP”的同名端连在一起，另外每个数码管的栅极控制电路增加公众通信，一门是由一个独立的I / O线控制，当单片机输出的字体代码，所有的数码管将收到相同的字体的代码，但这是数码管显示的字体，对齐控制取决于单片机通COM端电路，所以只要我有数码管需要将显示闸门控制打开，显示字体，没有数字通道的门控不亮。将每个数码管的COM端控制通过分时，使每一个数码管依次控制显示，这就是动态驱动。在旋转过程中，照明时间的每个数码管1 ~ 2ms，对人和发光二极管的视觉余辉效果的持久性，尽管事实上，你是不是在同一时间，数码管亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象是一组稳定的显示数据，没有闪烁的静态效应和动态显示，显示的是相同的，可以节省大量的I / O端口，和较低的功耗。数字显示定位：数码管涉及共阳数码管显示电路的设计，动态扫描显示。因为共阳数码管的使用，所以从AT89S52 P2.0 ~ 74ls244n P2.5控制输出，相应的低级别的控制输出端口，数码管的光。如图六所示
图六 数码管及显示电路选择
（五）开关与按键的设计
模块通电后，6位数码管显示12:59:50秒，正常运行，长按S2键（约3秒）松开，第一第二个数码管闪烁，此时轻按S2键，可设置“时”（0~23），再长按S2键（约3秒）松开，第三第四个数码管闪烁，此时轻按S2键，可设置“分”（0~59），再长按S2键（约3秒）松开，第五第六个数码管闪烁，此时轻按S2键，可设置“秒”（0~59），如此循环。设置完再长按S2键（约3秒）松开即进入正常运行状态，S1键是复位键。如图七所示
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