基于单片机的智能电子钟设计

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1、基于单片机的智能电子钟系统设计摘要随着电子技术的快速发展，智能电子钟已经越来越受欢迎。我们通过以MSC-51单片机为核心控制芯片，结合DS12887时钟芯片、DS18B20温度传感器，利用74LS138译码器及7段数码管进行动态显示时间和温度，在调时模块中利用按键进行控制调时调分（先调时再调分）、在设置闹钟模块中利用按键进行设置闹钟，当时间到点利用蜂鸣器发声，同时可通过按键取消响声，根据数码管显示的时间，利用两个LED灯指示上下午，同时利用两个LED灯每隔半秒闪烁进行半秒提示。关键词MSC-51DS12887DS18B2074LS138

2、前言智能电子时钟是采用数字电路实现对时，分，秒及温度数字显示的装置，广泛用于个人家庭，车站，码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可或缺的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，智能时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。例如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电器的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究智能时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义电子时钟的设

3、计方法有多种，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，还可以利用对单片机编程来实现电子钟。其中，利用单片机实现的电子时钟具有硬件结构简单、编程灵活、便于功能扩展等特点。由单片机作为数字钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。通过键盘可以进行定时、校时功能。输出设备显示器可以用液晶显示技术或者数码管显示技术。1.系统总体设计思路本次设计完成电子时钟时、分、秒的显示及环境温度测量等功能的基础上完成定时闹钟的功能，并利用LED

4、灯指示上下午和半秒指示，硬件电路包括单片机最小系统电路、DS12887实时时钟芯片电路模块、74LS138和七段数码管显示模块、按键模块、DS18B20温度传感器模块、蜂鸣器报警电路模块，并利用keil2软件和proteus软件进行仿真。图1系统基本结构框图2.单片机控制模块本项目是基于MSC-51单片机为核心的智能电子钟系统的设计，通过MSC-51单片机控制各个模块，P0口一部分用来接独立式按键，当按键按下时系统产生中断，从而调用中断子程序控制实现各个功能，P0的一部分用来接74LS138译码器，用于控制点亮哪一位数码管，P3口用于接

5、数码管的段码端，从而实现动态显示，P2口接了时钟芯片DS12887芯片作为定时作用，同时用P1口一部分接温度传感器DS18B20芯片作为温度测量，用P1口一部分接蜂鸣器，当闹钟到时发出声响。在MSC-51单片机外部还需加上晶振电路，复位电路和电源等一些基本电路。图2单片机组成结构及引脚图图3MSC—51单片机接线图2.定时模块3.1实时时钟芯片DS128873.1.1DS12887芯片的功能(1)内含一个锂电池，断电可以运行十年，并且不会丢失数据，时间功能正常运行。(2)可计时至2100年前的秒、分、时、星期、日、月、年等日历信息并带有

6、闰年补偿功能。(3)可通过编程选择BCD码或者二进制数表示日历和定时闹钟。(4)可通过编程选择12小时或24小时制，12小时时钟模式带有PM和AM提示，此外还有有夏令时功能。(5）可选择MOTOROLA和INTEL总线时序。(6)内部共有128个RAM单元，这在常用的实时时钟中属于较大的。其中14个字节作为时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有ARAM单元数据都具有掉电保护功能。(7)可编程并选择的方波信号输出。(8)中断信号输出(IRQ)和总线兼容，定时闹钟中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测

7、试。(9)三种可供选择的中断方式-时间性中断-周期性中断-时钟更新结束中断。3.1.2DS12887芯片的结构及原理图6DS12887引脚图MOT(模式选择)：接VCC（+5V）时，芯片在MOTOROLA时序下工作，接GND（地）时，芯片在INTEL时序下工作。SQW(方波信号)：通过15个分频器抽头中的13个提供方波输出。AD0～AD7(双向地址/数据复用线)：数据和控制指令都通过此8个引脚来于单片机等控制器传输。AS(地址选通输入)：地址锁存引脚。DS(数据选通或读输入)：该引脚有两种操作模式，视该芯片是出于MOTOROLA模式或者

8、INTEL模式，当使用MOTOROLA时序时，DS是一正脉冲，出现在总线周期的后段，称为数据选通；若为INTEL时序，DS称作(RD)，RD与典型存贮器的允许信号(OE)的定义相同。R/W(读/写输入)：R