单片机电子时钟的设计与实现

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1、《单片机系统设计》课程设计总结报告题目：单片机电子时钟的设计与实现设计人员：学号：系别：班级：同组人员姓名：指导老师：日期：2012年1月13日19单片机电子时钟的设计与实现摘要：红外传感器是传感器中常见的一类，由于红外传感器是检测红外辐射的一类传感器，而自然界中任何物体只要其稳定高于绝对零度都将对外辐射红外能量，所以红外传感器称为非常实用的一类传感器，利用红外传感器可以设计出很多实用的传感器模块，如红外测温仪，红外成像仪，音频传输系统，自动门控制系统等。关键词：红外传感器音频传输LM386一、整体设计图1时钟框

2、图1、电子时钟整体思想19原理：该时钟利用单片机最小系统、DS1302寄存器、LCD液晶屏等构成电子时钟最基本的硬件电路。在软件程序中的年、月、日直接调用DS1302，时、分、秒利用定时器T0定时，每隔50ms产生一次中断，中断20次（1s）后秒单元加1；秒满60后向分进1，分单元加1；当分单元满60后时单元向小时加1。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值且实时将数据存入DS1302中，开机读取存放在存储器中的数据。为保证时钟在外部供电电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作和掉电记时，芯片内部包含锂电池

3、。当突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备下次开机读取正确的时间。2、电子时钟结构如图1所示，此时钟由STC89C51、LCD1602液晶屏、DS1302寄存器、4个按键、蜂鸣器等电路构成。STC89C51作为整个系统的CPU,控制整个系统正常的运行。LCD1602液晶屏第一行显示时钟的年、月、日，第二行显示时钟的时、分、秒。单片机开机时，自动读取ds1302的时间初始化时分秒。之后由单片机的定时器产生基准时间信号开始计时。本设计具有时钟

4、功能，在掉电情况下能完成时钟的正常运行。四个按键用来完成时钟的设置，按键1为功能选择键，可分别进入调节1602的时钟的年、月、日、星期、小时和分钟。按键2为数字加一键。按键为预留键，按键4为硬件系统复位键。蜂鸣器用来整点报时，报时30秒后，自动关闭。二、硬件单元电路设计1、单片机最小系统单片机最小系统电路如图2所示，电路包括单片机、外部晶振、复位电路、外界上拉电阻等。19图2单片机最小系统2、LCD1602显示电路显示单元电路如图3所示，第一行显示日期，第二行显示时、分、秒以及星期。1602的工作电压为4.5~5

5、.5v工作电流为2.0mA(5.0v),所以采用2K的限流电阻图3LCD1602显示电路4、时钟按键电路19时钟按键电路如图4所示，电路中共有3个按键。S3为功能键，调整年、月、日、时、分、秒以及星期。第一次按下，光标在秒处闪烁，继续按下分别在秒、分、时、星期、月、日、年轮流闪烁。闪烁处，便可以对其数据进行更改。当按到年闪烁后，再按下一次时，便推出了调系统。S4为加一键。S5键为系统复位键，按下后系统将对时间设为初始化时间。图4时钟按键电路5、蜂鸣器电路蜂鸣器电路电路如图5所示，蜂鸣器的正极接到vcc（+5V）的

6、电源上面，蜂鸣器负极接到三极管的发射极E，三极管的基极B经过限流电阻R7后由单片机的P13引脚控制，当P13输出高电平时，三极管T1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声。当P13输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。不同的方波频率，使得蜂鸣器发出音调不同的声音。本系统在时钟的分、秒都为0的时候，通过P13输出一个频率的方波信号，经过9013（NPN）的电流放大，驱动蜂鸣器发声，做整点报时的功能。报时30秒后，自动关闭。图5蜂鸣器电路6、DS1302电路DS1302电路如图6所示，该芯片外带

7、32.768k的晶振，在外设纽扣电池（3v）的电压下独立工作，不受到CPU的影响。因此具备cpu掉电能够保存数据的功能。时钟引脚须上拉电阻。DS1302的宽范围工作电压为2.0~5.5V，工作电流2.0V时,19小于300nA，因此用4.7K的上拉电阻。图6DS1302电路三、程序设计1、主程序流程图主程序如图7所示，主程序包含：单片机初始化、按键扫描程序、显示子程序、蜂鸣器程序。单片机初始化主要功能是LCD的初始化、DS1302初始化、定时器初始化，读取DS1302寄存器，等待下一次中断请求。按键扫描程序的功能

8、是用来完成时钟的设置，通过外接键盘可分别进入调节1602的时钟的年、月、日、星期、小时和分钟。数据写入DS1302寄存器。显示子程序的功能是将数据显示于LCD液晶屏上。蜂鸣器程序的功能是当整点时，蜂鸣器闹铃30秒并自动停止。19图7主程序2、中断程序流程图中断程序如图8所示，T0中断程序流程图定时器发送中断请求则程序进入中断服务子程序中。定时器T0定时50ms，循环20次