-基于单片机智能数字时钟的设计

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时间:2017-09-21

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1、基于单片机智能数字时钟的设计学院:人武学院学生姓名:邰文彩指导老师:王代强专业:电子信息工程技术班级:10级电信摘要近年来,随着电子产品的发展,人们对数字时钟的要求越来越高,本文针对人们的这一需求,设计了一种有单片机控制的智能化数字时钟,功能强大,界面友好,更好的满足了人们对它的智能化要求。关键词:单片机;时钟;LCD引言现在是一个知识爆炸的新时代。新产品、新技术层出不穷,电子技术的发展更是日新月异。可以毫不夸张的说,电子技术的应用无处不在,电子技术正在不断地改变我们的生活,改变着我们的世界。在这快速发

2、展的年代,时间对人们来说是越来越宝贵,在快节奏的生活时,人们往往忘记了时间,一旦遇到重要的事情而忘记了时间,这将会带来很大的损失。因此我们需要一个定时系统来提醒这些忙碌的人。数字化的钟表给人们带来了极大的方便。近些年,随着科技的发展和社会的进步,人们对数字钟的要求也越来越高,传统的时钟已不能满足人们的需求。多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化,有电子闹钟、数字闹钟等等。单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的,人们对数字钟的功能及工作顺序都非常熟悉。但是却很少知道它的内部结构以及工作原理

3、。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进行计时实现计时功能,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和数码管显示技术。1.系统方案的确定单片机芯片作为控制系统的核心部件,它除了具备微机CPU的数值计算功能外,还具有灵活强大的控制功能,以便实时检测系统的输入量、控制系统的输出量,实现自动控制。在本次设计中采用单片机技术来实现数字钟的功能。方案的设计可以从以下几个方面来确定。1.微处理器的选择,AT89S51、52是200

4、3年ATMEL推出的新型品种,除了完全兼容8051外,还多了ISP编程和看门狗功能。但是AT89S52的存储器容量比AT89S51的大,故在本次设计中采用AT89S52单片机。2.显示电路的设计,随着科技的发展,液晶显示的使用越来越方便,已被普遍的使用。由于液晶显示与驱动都集成在一个芯片上,因此使用起来很方便。在这里采用液晶显示。3.校时和定时电路的设计,随着时钟的准确度的要求就越来越高,使用校时,定时电路,达到准确控制时间的目的。4.实时控制电路是时钟电路的一个重要组成部分,采用的是一个时钟芯片,单片

5、机从中读取数据送到显示器上显示,从而实现数字钟的功能。5.其他控制电路,如复位电路、时钟电路等。通过这些控制电路的连接构成了完整的系统,如图1所示。图1系统方框图2 .硬件电路的设计硬件电路是一个系统的重要部分,在本次设计中主要是以AT89S52为核心控制器,外加一些控制电路来实现数字钟的基本功能。下面分别介绍各个控制电路的功能及其工作原理。2.1. AT89S52单片机的介绍单片机是微机的一个分支,在原理和结构上,单片机与微型机之间不但没有根本性的差别,而且微型机的许多技术与特点都被单片机继承下来了。

6、AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。它具有串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中

7、断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止[1]。2.2. 时钟电路的设计AT89S52单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器,XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入、输出端。石英晶体和陶瓷谐振器都可以用来一起构成自激振荡器。从外部时钟源驱动器件,XTAL2可以不接,而从XTAL1接入,由于外部时钟信号经过二分频触发后作为外部时钟电路输入的,所以对外部时钟信号的占空比没有其它要求,最长低电平持续时间和最少高电平持续时间等还是要符合要

8、求的。反相放大器的输入端为XTALl,输出端为XTAL2,两端连接石英晶体及两个电容形成稳定的自激振荡器。电容通常取30PF左右。振荡频率范围是1.2~12MHz[2]。如图2所示。图2自激振荡器晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输出到片内的时钟发生器上。时钟发生器为二分频器。向CPU提供两相时钟信号P1和P2。每个时钟周期有两个节拍(相)P1和P2,CPU就以两相时钟P1和P2为基本节拍指挥AT89S52单片机各部件协调工作。在本次设计中

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