基于单片机电子时钟设计

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基于单片机的电子时钟设计

摘要

设计背景：1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从

而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。现代的电

子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时

间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，

满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，

是人民日常生活不可缺少的工具。数字式电子钟用集成电路计时

时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时

间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还

可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。在这里我们将已学过的

比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来

培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。

设计目的：应用单片机控制技术，设计出以89c51单片机为核

心的电子时钟，电子时钟能够显示时、分、秒显示时间的功能，还

可以进行时和分的校对，而且其片选的灵活性强。

设计目标：在数码管上显示相应的时间，并通过一个控制键来

实现时间的调整和是否进入省电模式的转换。

关键词：单片机；电子时钟；键盘控制

一 作品简介

该电子时钟由89C51，BUTTON，六段数码管等构成，采用晶振

电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到

时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小

时为一天。而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能，按

下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功能，达到省电的目的；直

接按下不松开，则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加

一；而连续两次按下按键不放松，则可实现小时的调节，同样每按

一次小时加一并通过一个控制键用来实现时间的调节和是否进入

省电模式的转换。应用Proteus的ISIS软件实现了单片机电子时

钟系统的设计与仿真，该方法仿真效果真实、准确，节省了硬件资

源。

二 方案论证与对比

2．1 单片机的型号选择

通过对多种单片机性能的分析，最终认为89C51是最理想的电

子时钟开发芯片。89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存

储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用ATMEL高密度

非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出

管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片

中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，

且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环，数据保留时

间为10年等特点，是最好的选择。

2．2 数码管显示工作原理

数码管是一种把多个LED显示段集成在一起的显示设备。有两

种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。共阳型就是把多个LED显

示段的阳极接在一起，又称为公共端。共阴型就是把多个LED显示

段的阴极接在一起，即为公共商。阳极即为二极管的正极，又称为

正极，阴极即为二极管的负极，又称为负极。通常的数码管又分为

8段，即8个LED显示段，这是为工程应用方便如设计的，分别为

A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小数点位段。而多位数码管，

除某一位的公共端会连接在一起，不同位的数码管的相同端也会连

接在一起。即，所有的A段都会连在一起，其它的段也是如此，这

是实际最常用的用法。数码管显示方法可分为静态显示和动态显示

两种。静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电平一直有效。

动态显示的原理是，各个数码管的相同段连接在一起，共同占用8

位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。利用人眼的

视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给

出该数码管加有效的数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度

时，显示就会清晰显示出来。

三 系统硬件电路的设计

总体硬件原理图如图1所示

图1 系统电路原理图

AT89C51因为其含一个可擦除的ROM，以及其存储数据的时间长度可

达10年之久所以选其作为该设计的核心控制部件。

3.1键盘电路设计

该设计只用了一个键盘，但实现的功能却是比较完善，减少了

硬件资源的损耗，该键盘可以实现小时和分钟的调节以及控制是否

进入省电模式。当按键按下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功

能，达到省电的目的；直接按下不松开，则可以通过按键实现分钟

的累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则可实

现小时的调节，同样每按一次小时加一。达到时间调节的目的。选

择的多功能按键如图2所示。

图2 多功能控制键

3.2主控模块89C51

89C51是一个8位单片机，片内ROM全部采用FLASH ROM

技术，

晶振时钟为12MHz。89C51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯

片，有4个八位的并行双向I/O端口，分别记作P0、 …… 此处隐藏：2652字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……