内容发布更新时间 : 2024/4/29 7:32:12星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
基于51单片机控制的电子时钟
第一章 绪论
1.1 电子时钟的研究背景
近些年来，电子技术得到了极速的发展，在其推动下，现代电子产品以及各种高科技产品几乎渗透到了社会的各个领域。随着科技的发展社会的进步和全球化竞争的日益激烈，人们对时间精度的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。多功能电子钟不管在性能还是在样式亦或是用途上都发生了重大的变化，许多电子钟都已具备电子闹钟、电子秒表、温度检测等功能。同时单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的。如今的多功能电子时钟除了具有时钟的功能外还包含了对环境温度的检测功能。在一些行业生产及日常生活中，对实时温度的测量及控制也非常的重要。数字电子时钟采用的是由数字电路实现对时，分，秒数字精准显示的装置，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，数字时钟的时间精度远远超过老式钟表，数字化的时间显示也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所无法实现是的一些功能。例如定时自动报警、按时自动响铃、时间程序自动控制、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，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
1.2设计的目的
随着社会快速的发展，人们的生活节奏变得越来越快，人们对时间观念也愈来愈重视。随着自动化、智能化技术的发展，精密电子产品的智能度愈来愈高，用到时间提示、定时控制的地方也会愈来愈多，因此，设计开发电子时钟具有良好的应用前景。
由于单片机的成本较低、且高性能，在自动控制化产品中得到了广泛的应用。本文以STC89C52为主控制芯片，时钟芯片采用DS1302，温度传感器DS18B20实时采集温度参数，通过液晶显示器LCD12864实时显示时间及温度，通过按键设置年月日和星期以及定时闹钟，应用C语言进行软件编程，并用Altium Designer Summer 09软件进行演示、验证。经过测试，系统可以正常完成预定的功能
1.3设计要求
设计一个可调电子时钟带万年历功能，其具体设计指标要求如下： ① 能够精准现实年、月、日、星期、时间、温度的信息，并可通过按键进
行时间的调试，以及设定闹钟的功能； ② 断电后时钟芯片正常运行，上电后能够精准走时；
③ 设定闹钟时间，时间到时蜂鸣器响起，按任意键结束闹铃；
④在此硬件设计时，要尽力做到硬件模块简单方便、性能稳定且易于实现，促使整个系统电路简化。
⑤软件设计流程清晰，且软件程序思维清晰，要做到以最为简单的程序实现系统所需功能。
1.4 方案选择
1.4.1主控芯片STC89C52
STC89C52的特点是：STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微
控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52是在经典的MCS-51内核的基础上做出改进，使得拥有更多的功能。在单芯片上，拥有8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、较有效的解决方案，受到了大多数项目工程师的青睐。 STC89C52具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，MAX810复位电路，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，4个外部中断， 3个16 位定时器/计数器，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 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。最高运作频率35MHz，6T/12T可选，我们所设计的电子时钟所需要的资源采用STC89C52完全足够，也是最好的选择。所以我们的主控芯片就用STC89C52。如图1-1为STC89C52的引脚图
图1-1 STC89C52管脚图
1.4.2 实时时钟芯片
开始我们的时钟芯片有两个方案：方案一：采用DS1302 ，DS1302是美国DALLAS
公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。而DS1302 存在时钟精度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点；方案二：采用DS12C887，·DS
的特性有：
1、可计算到2100年前的秒、分、小时、星期、日期、月、年七种日历信息并带闰年补偿；
2、自带晶体振荡器和锂电池。在没有外部电源的情况下可工作10年； 3、对于一天内的时间记录，有12小时制和24小时制两种模式。在12小时制模式中，用AM和PM区分上午和下午；