基于单片机的多功能数字钟设计引言自古以来时间对于人们而言就显得十分重要，在钟表出现之前，人们已采用各种各样的方法来获取尽量精确的时间。
早期的表功能较为单一，只能看时间不能看日期，也不能调整时间，更是不具备闹铃功能。
随着科技发展，电子技术也去的突飞猛进的进步。
针对钟表这一问题，电子产业部为此研制开发了多功能电子数字钟。
数字中具有显示年、月、日、时、分、秒及整点报时、闹铃功能。
而且秒、分、时、日、月、年可自动关联进位，秒具备清零功能，分、时、日、月、年可自动修改、手动设置校正等。
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，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。
数字钟的设计方法有许多种,例如,可用中小规模集成电路组成电子钟;也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟;还可以利用单片机来实现电子钟等等。
这些方法都各有各的特点，其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，而且便于功能的扩展。
这是由于近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统。
单片机越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心主控部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点及具体设计要求的软件相结合，以作完善，实现设计功能。
智能数字钟在日常生活中带来很多好处。
其结构较简单，因而便于操作使用。
智能数字钟对大众而言是一个很好的选择。
它具有高度的智能化和集成化，是现代人们办公、生活、学习的好帮手，具有广阔的市场前景。
其整点报时、闹铃音乐播放的功能也深受任人亲睐。
如今智能数字钟已越来越受社会各界人士的欢迎。
本次做的数字钟是以单片机(AT89S51)为核心，结合相关的元器件，再配以相应的软件，达到制作简易多功能数字钟的目的。
总共包括了以下六个功能模块:时分秒自动计时(可由按键设置调整)、整点报时、闹钟功能、显示生日、显示年月日(可由按键设置调整)、生日当天音乐播放。
主要用到的硬件设施除了单片机，还有可编程并行I/O芯片82C55，用于扩展I/O口;按钮开关、拨动开关用于调整时分秒年月日及个功能的转换返回、控制闹铃和音乐播放;发光二极管用于闹铃光报警;数码管用于显示。
其由此介绍了单片机的输入输出的工作原理和操作方法，中断的工作原理和操作方法、闹铃、音乐的工作原理及操作方法、电路设计及调试过程。
关键字:数字钟、单片机、时分秒、年月日、时间调整、日期调整、显示生日、整点报时、闹钟功能、音乐播放一、实训目的......................................................1 二、实训背景......................................................1 三、实训内容要求.. (1)1、内容 (1)2、要求............................................................1 四、功能说明 (1)1、整体功能 (1)2、各模块功能....................................................2 五、系统设计 (2)1、硬件电路 (4)2、软件设计................................. .......................6 六、系统调试.. (11)1、时钟显示 (11)2、日期显示 (11)3、生日显示.......................................................11 七、设计总结.....................................................12 八、实训心得.....................................................13 九、附录.. (14)一、实训目的1、在初步学习单片机接口技术的基础上，进一步认识单片机技术的实例应用。
2、学习用汇编语言的配合C51单片机实现实训课题中基本功能要求。
3、了解简易多功能数字钟的硬件电路及掌握其软件设计方法。
4、掌握数码管显示电路、发光二极管、拨动开关、按钮、键盘、计数定时器综合应用程序的设计与分析方法。
5、掌握运用开发系统下载调试各功能模块的应用程序的方法。
6、培养独立思考问题、发现问题、解决问题的思想。
7、在实践中挖掘创新精神，灵活运用理论知识，增强实际操作能力。
二、实训背景随着科学技术的发展，单片机以其具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等优势不断深入应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，具有广阔的开发前景。
这次实训内容就是基于单片机的应用实例设计，一方面是对一个学期对单片机接口技术这门课程的理解及应用的成果检验，另一方面在于培养同学们的设计创新思维,增强实际操作能力，切合市场对专业运用性人才的要求。
三、实训内容要求1、内容:以单片机为主控部件，结合相关的元器件(数码显示管、发光二极管、按键、计数定时器等)及相应的应用软件实现多功能数字钟的设计。
2、要求:(1)、显示时分秒(可自动计时、可由按键调整)(2)、显示日期(可由按键调整)(3)、显示生日(个人拓展部分)(4)、整点报时(蜂鸣器鸣响、光报警)(5)、闹钟报警(蜂鸣器鸣响，可由拨钮控制起止)(6)、生日当天音乐播放(个人拓展部分，可由拨钮控制起止)(7)、由按键、拨钮控制各功能模块的切换。
四、功能说明1、整体功能运行程序，发光二极管灯亮同时数码显示管开始显示时间，从初始值23:59:50开始，每隔一秒秒加1，遇60进位并自动清零，分与秒相同。
时遇24自动清零，也就是说分秒为60进制，时为24进制。
可由8255PB口的前三个按钮S1~S3分别设置秒分时。
整点报时，蜂鸣器鸣响同时8255PA口八盏发光二极管闪亮并左移，持续时间为1S。
闹铃功能:当显示时间与设定闹钟时间相同，蜂鸣器鸣响报警，持续时间1分钟，但可由8255PC口拨钮K8控制起止。
按钮S8切换至显示本人生日，由S1返回。
按钮S7切换至显示日期，此时可由按钮S1~S8调整日期，当月日与生日相同时，拨钮开关K7可控制“生日快乐歌”的起止，由K1返回到显示时间，继续自动计时。
2、各模块功能(1)、时分秒显示实现时分秒自动计时。
是采用24进制，分秒采用60进制。
可由按钮S1~S3分别设置秒分时。
时分秒可自动进位并清零。
(2)、年月日显示显示年月日。
可由按钮S1~S8分八位设置日期。
(3)、生日显示显示预设定的生日，只有月日。
(4)、整点报时每逢整点蜂鸣器鸣响同时发光二极管闪亮左移，持续时间为1S。
(5)、闹铃报警每逢所设闹铃时间，蜂鸣器鸣响，鸣响时间为1分钟，可由K8关闭。
(6)、音乐播放每逢日期的月日与生日相同，播放“生日快乐歌”，可由K7关闭。
五、系统设计1、硬件电路上图为主机板电路，AT89C51P0口驱动74HC373，P1口驱动八盏发光二极管，P2口与8255相连，P3.2控制蜂鸣器。
数码管显示电路，用于显示时分秒、年月日、生日上图为发光二极管、拨钮开关、按钮开关电路，用于用于光报警、功能切换、控制闹铃、音乐，调整时间日期。
由按钮S7实现时间显示切换到日期显示，由拨钮K1返回;由按钮S7实现显示时间切换到显示生日，由按钮S1返回;显示时间时由按钮S1~S3实现时间调整;显示日期时由按钮S1~S8实现日期调整;由拨钮K7控制音乐播放;由K8控制闹铃。
上图为蜂鸣器电路，用于整点报时、闹铃、音乐播放P3.2置0蜂鸣器鸣响，置1停止鸣响。
2、软件设计(1)、内部寄存器RAM资源分配地址分配用途初始化值存放音符码、发音码高低字节 20H~22H 00H时分秒显示缓冲 30H~32H 00H年月日显示缓冲 30H~37H 03600102生日显示缓冲 30H~37H 91200000中断定时秒所用 38H~39H 00H时分秒单元 23H、59H、50H 3AH~3CH闹钟时分秒单元 00H、02H、01H 40H~42H存放简谱码指针，取到休止符为止 43H~ 00H堆栈区 70H~7FH (2)、程序流程图,、主程序: b、功能扫描:开始 1设置二极管发光效果N N S7按下, S8按下,8255初始化 , ,功能2(调整日期、音乐播放) 功能3(显示生日) 时分秒赋初值闹钟时分秒赋初值 N , K1按下, S1按下,计数定时器T0、T1初始化 Y Y功能1(自动计时调整、闹铃、整点报时)开中断、启动T01 1C、中断定时 e、闹铃报警现场保护N 实时时分与闹N 铃时分相同, 计时满1秒,YY秒加1(按BCD码) NK8按下, N Y计时满60秒,Y 启动蜂鸣器秒清0，分加1(按BCD码)关闭蜂鸣器 N计时满60分, 返回Y f、显示 :分清0，时加1(按BCD码) R0指向显示缓冲区首地址 N 计时满24时,R3 存放字位码初始值时,Y取字段码时请0送字位码至8255PB口恢复现场送字段码至8255PA口中断返回延时1S d、整点报时N分、秒均为0,R0增1、字位码左移一位 Y启动蜂鸣器，二极管点亮左移 N一轮显示完,关蜂鸣器，熄灭二极管Y返回返回g、时间调整读入8255PB口初始值Y 秒加1 S1按下,N 秒满60,Y秒清0，分加1Y 分加1 S2按下,分满60, NY分清0，时加1Y 时加1 S1按下,N时满24,Y时清0读入8255PB口h、日期调整读入8255PB口初始值Y 日的个位、十位分别加1 S1、S2按下, N N个位大于9,十位大于3,Y清0Y S3、S4按下,月个位、十位分别加1NN 个位大于2,十位大于1,Y清0Y S5、S6、S7、S8年份各位分别加1 按下, NN 各位分别大于 9,Y清0返回i、音乐播放音乐子程序:开中断、启动T1 读入8255PC口取简谱码指针K7置位,取简谱码Y 当前日期与生简谱码为休止 N 日相等, 符, Y N调用音乐播放子程序取节拍码、音符码Y 返回音符码为休止符,T1中断 :N 启动蜂鸣器现场保护简谱码指针加1P3.2取反T1重装计数值关蜂鸣器恢复现场返回中断返回(3)、源程序(见附录)六、系统调试1、时钟显示:A、调试结果:(1)、接通电源后，数码管显示23-59-50，此时当秒记满60后，显示00-00-00，此时时蜂鸣器响鸣1s，同时二极管从左到右依次点亮。