数字电子钟的设计new

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1、引言：本设计通过对一个能实现按键开关可调整时、分、秒，定时报警的24小时制的时间系统的设计学习。详细叙述了51单片机应用中的定时中断原理、数码管显示原理、动态扫描显示原理等，进一步学习、应用单片机C语言系统的实现了各种功能。从而使自身明白使用单片机汇编语言和C语言之间的效率、整体性问题。该系统由AT89C51、独立式按键、二极管、LED数码管、蜂鸣器等部分构成，能实现24小时制时、分、秒的时钟显示，18B20温度、能实现时钟简单的功能。同时也可进行时、分、秒的校准、定时报警和LED二极管流水灯显示。本系统主要是和实际生

2、活的数字钟结合起来，可用1功能键进入时间校准等。可用3个带有不同按键分别对时钟的时、分、秒进行校准。每个按键伴有不同的声响以示区别。1设计方案1.1软件实现数字时钟原理为：利用定时器0与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。1.2采用美国

3、DALLAS公司的专用时钟芯片DS1302该芯片主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。其内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，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，以备随时提供正确的时间。251.3最终方案选

4、择鉴于以上两种方案，时钟芯片DS1302具有更多的优点，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。2硬件详细设计2.1主板电路系统整体硬件电路包括温度显示电路，上下限报警调整电路，单片机主板电路等，如图1所示。图1中有三个独立式按键可以分别调整温度计的上下限报警设置，图中蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音，同时LED数码管将没有被测温度值显示，这时可以调整报警上下限，从而测出被测的温度值。25图1单片机数字钟硬件系统的总体设计框图2.2显示电路显示电路是使用的串口显示，这种显示最大的优点就是使用口资源比

5、较少，只用p3口的RXD,和TXD,串口的发送和接收，四只数码管采用74LS164右移寄存器驱动，显示比较清晰。显示电路如图2所示。图2温度显示电路2软件设计3.1程序主要模块数字钟的模块主要包括：时钟模块，温度模块，显示模块，键盘模块，报警模块六大模块组成。图3列出了主要模块的关系。25数字时钟温度模块时钟模块温度显示时间计算温度报警显示日期图3模块关系图3.2主程序流程主程序的主要工作是：初始化DS1302时钟芯片和DS18B20温度芯片，以及单片机的初始工作状态，然后进入读取时间和温度的流程，用户课根据按键的功能

6、进行选择其工作状态。主程序流程如图4所示。25开始初始化Y有按键N需要响应NY松开键Y扫描计数加1按键处理松开键处理N图4主程序流程图3.3DS1302时钟芯片程序分析DS1302数据读取函数分析，程序源码如下所示：unsignedchari;unsignedchartemp=0;for(i=8;i>0;i--){25temp=temp>>1;}在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。DS1302数据写入函

7、数分析，程序源码如下所示：unsignedchari;for(i=8;i>0;i--){ds1302_io=(bit)(byte1&0x01);//先进最低位ds1302_clk=1;}if(ds1302_io)在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。3.4数据显示与刷新更新显示涉及到两个操作：发数据和改片选信号。但实践发现，代码中无论是先改片选信号还是先发数据信号，都会出现重影（即相邻两位显示差不多）这也是动态扫描引起的。实践先该片选，则前一位的数据会在下一

8、位显示一段时间；先发数据，则后一位的数据会在前一位显示一段时间。因而出现重影。解决这个问题的办法是先进行一个消影操作，然后再发片选，最后发数据。这样就很好地解决了重影问题。这样做的关键在于，在极短的一段时间内让显示器都不亮，等一切准备工作都做好了以后再发数据，只要显示频率足够快，是看不出显示器有闪烁的，这段显示程序代码如下：P1=