文档介绍：武汉大学电子信息学院
电子系统综合设计课程论文
基于51单片机的数字钟设计

目录
1 作品的背景与意义 1
2 功能指标设计 1
3 作品方案设计 2
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一基于51单片机的数字钟设计 2
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3
公式 4
4 硬件设计 4
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4X4矩阵键盘硬件原理图 5
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5 软件设计 6
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定时器中断流程图 8
6 系统测试 9
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参考文献 11
附录1 系统电路图 12
附录2 系统软件代码 12
附录3 系统器件清单 36
1 作品的背景与意义
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多功能数字时钟。该系统具有年、月、日、星期、时、分、秒设置及显示、闹钟定时等功能。系统以 C51单片机为核心,主要进行基于C51单片低功耗MCU的字符型数字钟及其系统的研究,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。系统带有数码管显示器,配合按键提供友好的用户界面,操作简单,同时具有定点报时功能,该数字钟能长期、连续、可靠、稳定的工作;同时还具有体积小、功耗低等特点,便于携带,使用方便。系统软件设计包括单片机计算机两部分的编程。计算机软件编程主要实现参数设置、串行口数据接收、指令发送以及数据的显示和存储。单片机软件编程主要实现键盘、数码管显示、定点报时等各模块的功能,采用汇编语言编程。钟表的数字化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的报时功能。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。

2 功能指标设计
本设计准备实现的功能:
(1)显示公历日期功能(年、月、日、时、分、秒)。
(2)可通过按键切换年、月、日及时、分、秒的显示状态。
(3)可随时调校年、月、日或时、分、秒。
(5)可实现闹钟功能。
3 作品方案设计

—————————基于51单片机的数字钟设计
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。在本次设计中采用AT89C51单片机;显示电路的设计,在这里采用数码管显示;校时和定时电路的设计;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;还有一些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电路。

程序设计内单片机的程序设计有其自身的特点。在单片机系统中,硬件与软件紧密结合,由于硬件电路的设计不具有通用性,所以必须根据具体的硬件电路来设计对应的软件,硬件设计的优劣直接影响到软件设计的难易,软件设计的优劣又直接影响到硬件的发挥。在很多时候,软件可以替代硬件的功能,当然,需要付出额外占用CPU时间的代价。
软件程序的设计是根据硬件电路图的连接和各个元器件的功能进行设计。在编写软件时,可以按各个程序的功能将软件细分为各个功能模块,再通过主程序的调用来实现整个软件系统。而一般编写的程序都是根据事前所用的流程图来编写的,而且,流程图中也包含了对设计所得结果的要求,因此,流程图的设计直接影响到源程序的设计。
控制键盘采用独立式按键,开机时,显示12:00:00的时间开始计时;“秒”的调整,每按一次加1秒; “分”的调整,每按一次加1分;“时”的调整,每按一次加1个小时;定时器1中断入口,产生秒基准时间并实现时间日期自增,定时器2中断入口,由软件控制蜂鸣器产生闹钟铃声。

单片机控制段式LED数码管显示。码管由7段LED组成,因此可以称为七段数码管。将这七个LED按一定规律点亮,就能够显示数字0~9,以及英文字母A、B、C、D、E、F。而现在的数码管都有带有小数点(DP),实际上数码管就变成8段了。显示二进制、十进制数、十六进制数,小数都不是问题。
数码管有共阳、共阴的区分。顾名思义,共