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基于单片机的时钟设计 摘要：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。单片机模块中最常见 的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟 相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置有更更长的使用寿命，因此得到了广泛 的使用。本课题主要研究的是基于单片机的数字钟设计，采用AT89C51单片机作为系统的 主控芯片,外接LED显示电路,按键电路，晶振电路，复位电路模块构成一个简单的数字钟 。通过按键电路能对时、分、秒分别进行设置和实时调整，并将结果显示在数码管上。 关键词：数字钟；单片机；数码管 1 引言 在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路和软件电路的设计，让单片机得到广 泛的应用，几乎是从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用 。单片机小的系统结构几乎是所有具有可编程硬件的一个缩影，可谓是"麻雀虽小，肝胆 俱全"，单片机的学习和研究是对微机系统学习和研究的简捷途径。基于单片机的定时和 控制装置在许多行业有着广泛的应用，而数字钟是其中最基本的，也是最具有代表性的 一个例子[1]，用数字电路实现对时分、 秒数字显示的计时装置。因为机具有体积小、功耗低、功能强、性价比高、易于推广应 用的优点，在自动化装置、智能仪器表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到日 益广泛的应用[2]，因此具有很大的研究价值。 2 单片机介绍 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处能力的中 央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中系统、定时器/计时器等 功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路） 集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统[3]。由于单片机的这种结构形式及 它所采取的半导体工艺[4]，使其具有很多显著的特点，因而在各个领域都得到了迅猛的 发展。单片机主要有如下特点[5（1）性价比高；（2）集成度高、体积小、可靠性强。 机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间连线，大大 提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽 措施，适合在恶劣环境下工作；（3）控制功能强；（4）功耗小、电压低、便于生产的 携式产品。；（5）外部总线采用串行总线连接，以此缩小了体积；（6）单片机的系统 扩展和系统配置典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。 3 数字钟硬件设计 3.1 系统方案的确定 硬件电路是一个系统的重要部分，在本次设计中主要是以AT89C51为核心控制器，外 加一些控制电路来实现数字钟的基本功能。单片机芯片作为控制系统的核心部件，它除 了具备微机CPU的数值计算功能外，还具有灵活强大的控制功能，以便实时检测系统的输 入量、控制系统的输出量，实现自动控制[6]，外围控制电路主要包括晶振电路模块、复 位电路模块、按键电路模块以及数码管显示电路模块，通过这些控制电路的连接构成完 整的电路，其结构框图如图1所示。 2. 功能分析 1.准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；2. 小时的计时为24小时制分和秒 的计时要求为60进位；3. 八位数码管显示HH-MM- SS(时分秒)，按键"模式键"依次选择调整"时"，"分"，"秒"，按键"加键"依次加1,按键 "减键"依次减1 ；4.晶振电路起到减小误差，提高精确度的作用；5.复位电路是对单片 机的初始化操作。 3.3数字钟设计原理 数字钟的实现一般有两种方法：其一是直接用单片机的定时计数器产生固定时间，这 种方法的优点是可以省去一些外围的芯片，其缺点是只能适用于一些要求不是十分精确 、不作长期保留的场合；而对于要求较高的场合，则必须选用专用的芯片[7],本设计采 用的是第一种方法。 直接用单片机的定时计数器产生固定时间,这种方法的工作原理是利用单片机芯片的 定时器产生固定时间，模拟时钟的时、分、秒。基于这一原理构成的数钟系统主要由以 下几部分组成：89C51单片机控制器电路，按键开关电路，8位数码管显示电路，复位电 路，晶振电路五部分构成。其工作原理电路图如图2所示。 3.3.1键盘控制电路 数字钟最基本的功能除了能正常显示时间外，还需要对时间进行设置和调整，所以要 配以相应的键盘控制电路。该设计的键盘控制电路主要包括3个按键：P3.0作为系统的模 式选择键，用来选择是正常走时还是分别对时、分、秒进行调整；P3.1作为进行时分秒 调整时的增加时间按键；而P3.2作为进行时分秒调整时的减少时间按键。键盘控制电路 的硬件连接图如图3所示。 , 相关下载链接：https://download.csdn.net/download/qq_43934844/87507081?utm_source=bbsseo