基于51单片机的电子时钟的设计剖析

河南理工大学万方科技学院

课程设计报告

2015— 2016学年第一学期

课程名称单片机原理及应用

设计题目电子钟设计

学生姓名刘轶男

学号 1516353011 专业班级 15级计算机科学与技术专升本

指导教师苏百顺

2015 年12 月25 日

目录

1 前言 (2)

2 总体方案设计 (2)

3 硬件电路设计 (3)

4 软件设计 (5)

5 调试分析及说明 (6)

6 结论 (8)

参考文献 (8)

课设体会 (9)

附录1 电路原理 (10)

附录2 程序清单 (11)

摘要

传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而且利用率也比很低，随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。

单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口于一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51系列的单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。，本次设计提出了系统总体设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，在用C语言设计了具体软件程序后，将各个模块完全编译通过过后,结果证明了该设计系统的可行性。该设计给出了以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LED 显示模块实时显示数字的设计方案，适当地解决了实际生产和日常生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的应用性。

关键字：AT89C2051,C语言程序，电子钟

1 前言

利用51单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整和闹铃功能。具体要求如下：

（1）按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图；

（2）按要求设计部分外围电路，并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正确可靠的连接，给出电路原理图；

（3）用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试；

（4）利用键盘输入调整秒、分和小时时刻，数码管显示时间；

（5）实现闹钟功能，在设定的时间给出声音提示。

2 总体方案设计

该电子时钟由89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，利用单片机内部定时计数器0通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。闹钟和时钟的时分秒的调节是由一个按键控制，而另外一个按键控制时钟和闹钟的时间的调节。

图1 系统结构框图

该电子时钟由STC89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，晶振电路的晶振频率为12MHZ,使用的定时器/计数器工作方式0，通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，60秒为一分钟，60分钟为一小时，24小时为一天，又重00:00:00开始计时。没有按键按键按下时，时钟正常运行，当按下调节时钟按键K1，就会关闭时钟，当按下闹钟按键K3时时钟

就会进入设置时间界面，但是时钟不会停止工作，按K2键，，就可以对时钟和闹钟要设置的时间进行调整。

3 硬件电路设计

(1) 时钟电路设计

单片机利用外部12MHZ晶振构成振荡电路作为时钟源，时钟电路的原理如下图。

图2 时钟电路图

(2) 独立按键输入电路

按键处理设置为:当有没键按下时，时钟正常运行；当按一次K1，时钟停止走动，按K2对秒进行调整；当K1按2次时，按K2 对分进行调整；当K1按下3次时，按K2 对小时进行调整，当按下4次K1时，校时完毕，时钟按设定的时间进行正常走时。当按1次K3进入闹钟设置界面，时钟继续进行走时，按K2对秒进行设置；当按2次K3，按K2对分进行设置；当按3次K3，按K2对秒进行设置；当按下4次K3时，闹钟设置完毕进入时钟显示界面。电路图如下图

图3 独立按键电路

(3) 单片机系统

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。外形及引脚排列如下图