关键字：数字电子钟 51 单片机
目录
第一章 绪论 ................................................................................................................. 2
1.1 数字电子钟的背景.................................................................................................................2 1.2 数字电子钟的意义.................................................................................................................2
第一章 绪论
1.1 数字电子钟的背景
20 世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下息化程度的提高，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。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作 的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候， 这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。
简易数字电子时钟的设计
摘要
本设计是基于 51 系列的单片机进行的时钟显示设计，具有可调整时间功能。在设计的 同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。
电子时钟显示的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由 AT89C51 单 片机，LED 显示电路，以及调时按键电路等组成，系统采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒” 数字显示的计时装置，数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采 用 8 位 LED 数码管显示时、分、秒，以 24 小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行 显示，用 12MHz 的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其 本功能，还可以实现对时间的调整。软件方面主要包括时钟程序、键盘程序，显示程序等。 本系统以 C 语言进行软件设计，为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序 设计的逻辑关系更加简洁明了，以便更简单地实现调整时间显示功能。所有程序编写完成后， 在 KEIL C 软件中进行调试，确定没有问题后，在 Proteus 软件中进行仿真。
第四章 数字时钟的软件设计..................................................................................... 7
4.1 系统软件设计流程图............................................................................................................7 4.2 数字时钟的原理图..............................................................................................................10 4.3 设计主程序.......................................................................................................................... 11
第二章 整体设计方案 ................................................................................................. 3
2.1 功能要求.................................................................................................................................3 2.2 方案确定.................................................................................................................................3
第三章 数字时钟的硬件设计 3.1 最小系统设计
图 3-1 单片机最小系统的结构图
单片机的最小系统是由电源、复位、晶振、/EA=1 组成，下面介绍一下每一个组成部分。 1.电源引脚
Vcc 电源端 GND 接地端 2.外接晶体引脚 XTAL1 XTAL2 XTAL1 是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2 则是输出端，使用外部振荡器时，外 部振荡信号应直接加到 XTAL1，而 XTAL2 悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频， 如晶振为 12MHz，时钟频率就为 6MHz。晶振的频率可以在 1MHz-24MHz 内选择。电容取 30PF 左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。AT89 单片机内 部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是此放大器的输入 端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接 晶体谐振器以及电容 C1 和 C2 构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的 值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的
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，具有更更长的使用寿 命，因此得到了广泛的使用。
1.2 数字电子钟的意义
数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人，家庭,车站, 办公室等公共场所,是人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体 振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带 来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。因此，研究数字钟及扩大其应用， 有着非常现实的意义。
2.2.3 时钟芯片的选择方案
直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现时、分、秒计数。采用此种方案 减少芯片的使用，节约成本。
2.2.4 电路设计最终方案确定
综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 以单片机 AT89C51 为主控制器，时间数据是通 过采用单片机定时计数器提供秒信号，并通过 LED 数码管显示出来，并用键盘来完成对当前 时间的调整。
第五章 系统仿真 ....................................................................................................... 16
5.1 PROTUES 软件介绍............................................................................................................16 5.2 电子钟系统 PROTUES 仿真..............................................................................................16
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着 CMOS 化、低功耗、小 体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发 展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计 方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法 来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
2.2.2 显示模块选择方案和论证
方案一： 采用 LED 液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清
晰可见,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用 LED 液晶显示屏。 方案二：
采用 LED 数码管动态扫描,LED 数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描 法与单片机连接时,占用的单片机口线少。所以采用了 LED 数码管作为显示。
第二章 整体设计方案 2.1 功能要求
1、能显示时、分、秒；2、能对时间进行手动修正；3、采用 24 小时制；4、使用 LED 显示时 间参数；5、上电后，电子钟显示“00-00-00”
2.2 方案确定
2.2.1 单片机芯片的选择方案
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。
2.2.1 单片机芯片的选择方案...............................................................................................3 2.2.2 显示模块选择方案和论证...........................................................................................3 2.2.3 时钟芯片的选择方案...................................................................................................3 2.2.4 电路设计最终方案确定...............................................................................................3