基于单片机的时钟控制电路1
基于51单片机的多功能电子钟设计
基于51单片机的多功能电子钟设计1. 本文概述随着现代科技的发展，电子时钟已成为日常生活中不可或缺的一部分。
本文旨在介绍一种基于51单片机的多功能电子钟的设计与实现。
51单片机因其结构简单、成本低廉、易于编程等特点，在工业控制和教学实验中得到了广泛应用。
本文将重点阐述如何利用51单片机的这些特性来设计和实现一个具有基本时间显示、闹钟设定、温度显示等功能的电子钟。
本文的结构安排如下：将详细介绍51单片机的基本原理和特点，为后续的设计提供理论基础。
接着，将分析电子钟的功能需求，包括时间显示、闹钟设定、温度显示等，并基于这些需求进行系统设计。
将详细讨论电子钟的硬件设计，包括51单片机的选型、时钟电路、显示电路、温度传感器电路等。
软件设计部分将介绍如何通过编程实现电子钟的各项功能，包括时间管理、闹钟控制、温度读取等。
本文将通过实验验证所设计的电子钟的功能和性能，并对实验结果进行分析讨论。
通过本文的研究，旨在为电子钟的设计提供一种实用、经济、可靠的方法，同时也为51单片机的应用提供一个新的实践案例。
2. 51单片机概述51单片机，作为一种经典的微控制器，因其高性能、低功耗和易编程的特性而被广泛应用于工业控制、智能仪器和家用电器等领域。
它基于Intel 8051微处理器的架构，具备基本的算术逻辑单元（ALU）、程序计数器（PC）、累加器（ACC）和寄存器组等核心部件。
51单片机的核心是其8位CPU，能够处理8位数据和执行相应的指令集。
51单片机的内部结构主要包括中央处理单元（CPU）、存储器、定时器计数器、并行IO口、串行通信口等。
其存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器通常用于存放程序代码，而数据存储器则用于存放运行中的数据和临时变量。
51单片机还包含特殊功能寄存器（SFR），用于控制IO端口、定时器计数器和串行通信等。
51单片机的工作原理基于冯诺伊曼体系结构，即程序指令和数据存储在同一块存储器中，通过总线系统进行传输。
基于51单片机的电子时钟
1、电子闹钟的硬件系统框架：设计出电子闹钟的基本整体框架。
2、电子闹钟的电源设计：采用交直流供电电源。
电子钟一般采用数码管等显示介质，因而必须以交流供电为主，以直流电源为后备辅助电源。
3、电子闹钟的主机电路设计：主要有1）系统时钟电路设计：对时间要求不是很高，只要能使系统可靠起振并稳定运行就行。
2）系统复位电路设计：本系统采用的是RC复位方式3）按键与按钮电路设计：按键与按钮电路设计中关键要考虑的就是按键的去抖动问题。
本系统采用软件去抖。
考虑到对时和设定闹铃时间操作的使用频率不高，为了精简系统和降低成本，本系统只设置两个按键。
a）SET键，对应系统的不同工作状态，具有3个功能：在复位后的待机状态下，用于启动设定时间参数（对时或定闹）；在设定时间参数状态而且不是设定最低位（即分个位）的状态下，用于结束当前位的设定，当前设定位下移；在设定最低位（分个位）的状态下，用于结束本次时间设定。
b）+1键，用于对当前设定位进行加1操作。
4）闹铃声光指示电路设计：本系统采用声音指示，关键元件是蜂鸣器。
4、电子闹钟的显示电路设计：设计一个由LED数码管组成的显示电路，显示采用共阳极数码管，其目的是为了简化限流电路的设计和实现亮度可调的要求。
一功能模、设计指标：1. 显示时、分、秒。
2. 可以24小时制或12小时制。
3. 具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4. 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
5. 为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
二、设计要求：1. 画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。
并以文字对原理作辅助说明。
2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。
3. 选择合适的元器件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。
基于单片机的定时闹钟设计
基于单片机的定时闹钟设计设计定时闹钟是人们日常生活中常见的需求之一，而单片机技术的发展为定时闹钟的实现提供了可行的解决方案。
本文将介绍基于单片机的定时闹钟设计。
一、研究背景及意义在现代社会中，时间是人们日常生活中非常重要的一个因素。
为了更好地规划时间和提高生活效率，人们需要定时提醒自己进行各种活动。
闹钟作为定时提醒的工具，在人们的日常生活中扮演着不可替代的角色。
而基于单片机的定时闹钟实现具有高精度、多功能等优点，因此备受人们青睐。
二、技术方案设计本文设计的基于单片机的定时闹钟主要由三部分组成：时钟电路、单片机控制电路和显示电路。
1. 时钟电路时钟电路采用RTC芯片，可以提供高精度的时间计量。
RTC芯片内部自带晶振，保证了较高的时钟精度。
时钟电路主要功能为提供当前时间，包括小时、分钟和秒。
2. 单片机控制电路单片机控制电路是实现定时闹钟的核心部分。
程序流程如下：①初始化：单片机启动后，需要对RTC芯片和闹钟设定进行初始化，包括设定当前时间和设定闹钟时间。
②计时函数：单片机开启定时器，在每秒钟时钟信号来临时，计时器会进行一次计数。
③闹钟判断：单片机判断当前时间是否等于闹钟设定时间，如果相等，则触发闹钟事件，启动蜂鸣器提示。
④按键设置：单片机可以通过按键进行时间设置和闹钟设置，包括增加或减少小时、分钟和秒数，并将设置信息保存至RTC芯片内存中。
3. 显示电路显示电路采用数码管进行显示，使用单片机控制输出数据。
数码管分为小时显示、分钟显示和秒显示，可以满足不同的显示需求。
三、实验结果分析通过实验结果可以发现，本文设计的基于单片机的定时闹钟可以准确地显示时间和定时提醒。
同时，可以通过按键进行时间和闹钟的设置，并存储至RTC芯片内部，保证了时间和闹钟的持久性。
四、结论及展望基于单片机的定时闹钟设计具有实用性和可行性，可以提高人们生活的效率和品质。
然而，本设计在信号筛选和抗干扰能力方面还有一定的改进空间，需要通过更深入的研究来进一步完善。
基于51单片机的电子时钟
闹钟提醒电路
本次设计是通过蜂鸣器来完成闹钟提醒的功能的，蜂鸣器与芯片的P2.0相连。
按键控制电路
键盘是最常用的输入设备，是实现人机对话的纽带，具体来说键盘接口应完成以下操作功能： （1）键盘扫描，以判定是否有键被按下； （2）键识别，以确定闭合键的位置； （3）排除多建、复键及去抖。 以上这些功能通常是以软硬件结合的方式来完成的，即在软件的配合下由接口电路来完成。
键盘显示方案
AT89C52的P0口和P1口外接八个LED数码管（LED7~LED0）构成显示 器 ， 用 P0 口 LED 的 段 码 输 出 口 ， P1 口 做 八 个 LED 数 码 管 的 位 选 输 出 口 ， P3.0~P3.2外接三个按键K1、K2、K3构成键盘电路。
硬件电路
显示电路
void time() interrupt 1
//定时器中断
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
tt++;
if(tt==20)
{ tt=0;
miao++;
if(miao==60)
{
miao=0;
fen++;
if(fen==60)
{
fen=0;
shi++;
if(shi==24)
{
shi=0;
}
}
write_n_sfm(n_shi,n_fen,n_miao);
else
write_sfm(shi,fen,miao);
if(n_shi==shi&&n_fen==fen)
单片机课程设计实验报告 基于单片机的数字时钟 含完整实验代码..
单片机课程设计报告基于单片机的数字时钟姓名：班级：学号：一、前言利用实验板上的4个LED数码管，设计带有闹铃、秒表功能的数字时钟。
功能要求：a)计时并显示（LED）。
由于实验板上只有4位数码管，可设计成显示“时分”和显示“分秒”并可切换。
b)时间调整功能。
利用4个独立按钮，实现时钟调整功能。
这4个按钮的功能为工作模式切换按钮（MODE），数字加（INC），数字减（DEC）和数字移位（SHITF）。
c)定闹功能。
利用4个独立按钮设定闹钟时间，时间到以蜂鸣器响、继电器动作作为闹铃。
d)秒表功能。
最小时间单位0.01秒。
二、硬件原理分析1.电源部分电源部份采用两种输入接口（如上图）。
a)外电源供电，采用2.1电源座，可接入电源DC5V，经单向保护D1接入开关S1。
b)USB供电，USB供电口输入电源也经D1单向保护，送到开关S1。
注：两路电源输入是并连的，因此只选择一路就可以了，以免出问题。
S1为板子工作电源开关，按下后接通电源，提供VCC给板子各功能电路。
电路采用两个滤波电容，给板子一个更加稳定的工作电源。
LED为电源的指示灯，通电后LED灯亮。
2.蜂鸣器蜂鸣器分为有源和无源两种，有源即两引脚有一个直流电源就可以长鸣，无源则需要一个1K左右的脉冲才可以蜂鸣，因此对于按键的提示音及报警蜂鸣使用有源来得方便。
有源也可以当无源使用，而无源则不能当有源使用，当然用有源蜂鸣器作音乐发声会失真厉害。
如上图：单片机P15输出高低电平经R21连接三极管B极，控制三极管的导通与截止，从而控制蜂鸣器的工作。
低电平时三极管导通，蜂鸣器得电蜂鸣，高电平时三极管截止，蜂鸣器失电关闭蜂鸣。
电路使用一个四位共阳型数码管，四个公共阳级由三极管放大电流来驱动，三极管由P10-P13控制开与关。
数码管的阴级由P0口经过电阻限流连接。
例如，要十位的数码管工作，P12输出0，使三极管Q12导通，8脚得电，当P0口相应位有输出0时，点亮相应的LED灯组合各种字符数字。
(完整)基于51单片机电子时钟设计
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基于51单片机的电子时钟设计摘要本电子时钟以STC89C52单片机作为主控芯片，采用DS12C887时钟芯片，使用1602液晶作为显示输出.该时钟走时精确，具有闹钟设置，以及可同时显示时间、日期等多种功能。
本文将详细介绍该电子时钟涉及到的一些基本原理，从硬件和软件两方面进行分析.【关键词】STC89C52单片机 DS12C887时钟芯片 1602液晶蜂鸣器目录一、绪论 (4)1.1 电子时钟功能 (4)1.2设计方案 (4)二、硬件设计 (4)2。
151单片机部分设计 (4)2.2 USB供电电路设计 (5)2.3 串行通信电路设计 (6)2.4 DS12C887时钟芯片电路的设计 (6)2。
5 1602LCD液晶屏显示电路设计 (7)2。
6蜂鸣器电路设计 (8)2。
7按键调整电路设计 (8)三、软件设计 (9)3.1系统程序流程图设计 (9)3。
2程序设计 (11)四、心得体会 (22)参考文献 (23)一、绪论1。
1电子时钟功能（1）在1602液晶上显示年、月、日、星期、时、分、秒，并且按秒实时更新显示。
（2）具有闹铃设定即到时报警功能，报警响起时按任意键可取消报警。
（3）能够使用实验板上的按键随时调节各个参数，四个有效键分别为功能选择键、数值增大键、数值减小键和闹钟查看键。
（4）每次有键按下时，蜂鸣器都以短“滴”声报警.（5）利用DS12C887自身掉电可继续走时的特性，该时钟可实现断电时间不停、再次上电时时间仍准确显示在液晶上的功能。
51单片机的时钟电路原理
51单片机的时钟电路原理
51单片机的时钟电路原理如下：
1. 外部晶振电路：51单片机的时钟电路主要由一个晶体振荡电路组成，晶体振荡电路由一个晶体谐振器和两个电容组成。
晶体振荡电路产生的正弦信号被送入单片机内部，用于驱动时钟周期。
2. 时钟源选择：51单片机的时钟源可以选择外部晶振电路提供的晶振信号或者内部RC振荡电路提供的振荡信号。
3. 预分频器：51单片机内部有一个12位的预分频器，用于将时钟信号进行分频。
预分频器的分频比可以通过程序设置，可以将时钟信号分频为1、2、4、8、12等倍数，可根据需要选择合适的分频比。
4. 定时器：51单片机内部有一个定时器/计数器，用于实现定时和计数功能。
定时器可以根据程序设置的计数值产生中断信号，以实现定时中断和计数中断功能。
5. 中断控制：51单片机的时钟电路中包含一个中断控制模块，用于实现对定时器中断信号的处理。
中断控制模块可以根据程序的设置，决定是否接受定时器中断信号，以及如何响应中断。
总之，51单片机的时钟电路利用外部晶振电路提供的晶振信号作为时钟源，通过预分频器进行分频，再经过定时器和中断控制模块的处理，最终实现定时和计数功能。
基于51单片机的电子时钟的设计与实现综述
基于51单片机的电子时钟的设计与实现综述基于51单片机的电子时钟是一种常见的嵌入式系统设计项目。
它通过使用51单片机作为核心处理器，结合外部电路和显示设备，实现了时间的计时和显示功能。
本文将对基于51单片机的电子时钟的设计和实现进行综述，包括硬件设计和软件设计两个部分。
一、硬件设计1.时钟电路时钟电路是电子时钟的核心部分，它提供稳定的时钟信号供给单片机进行计时。
常用的时钟电路有晶振电路和RTC电路两种。
晶振电路通过外接晶体振荡器来提供时钟信号，具有较高的精度和稳定性；RTC电路则是通过实时时钟芯片来提供时钟信号，具有较高的时钟精度和长期稳定性。
2.显示电路显示电路用于将时钟系统计算得到的时间信息转换为人们可以直接观察到的显示结果。
常用的显示器有数码管、液晶显示屏、LED显示屏等。
显示电路还需要与单片机进行通讯，将计时的结果传输到显示器上显示出来。
3.按键电路按键电路用于实现对电子时钟进行设置和调节的功能。
通过设置按键可以实现修改时间、调节闹钟等功能。
按键电路需要与单片机进行接口连接，通过读取按键的输入信号来实现对时钟的操作。
4.供电电路供电电路为电子时钟提供电源，通常使用直流电源。
供电电路需要满足单片机和其他电路的电源需求，同时还需要考虑电源的稳定性和保护措施等。
二、软件设计1.系统初始化系统初始化主要包括对单片机进行外设初始化、时钟初始化和状态变量初始化等。
通过初始化将各个外设配置为适合电子时钟功能运行的状态，并设置系统初始时间、闹钟时间等。
2.计时功能计时功能是电子时钟的核心功能，通过使用定时器和中断技术来实现。
通过设置一个固定时间间隔的定时器中断，单片机在每次定时器中断时对计时寄存器进行增加，实现时间的累加。
同时可以将计时结果转化为小时、分钟、秒等形式。
3.显示功能显示功能通过将计时结果传输到显示器上，实现时间信息的显示。
通过设置显示器的控制信号，将时间信息依次发送到各个显示单元上，实现数字或字符的显示功能。
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基于单片机的多功能时钟控制电路
0．引言
在日常生活、生产中，很多单位都需要一款灵活、稳定而又功能强大的自动定时控制系统，以规范本单位的作息时间或定时控制一些设备。
现下，市面上出现的一些时控设备或功能单一，或使用烦琐，或价格昂贵，总有一些不尽如人意的地方。
本时控系统可以控制八路（可由程序定制）执行设备，每路执行设备的起控时间可多时任意设定，完全能够满足人们所需要的时控要求。
1．方案总体设计
本系统主要包括：单片机主控电路、数码管显示电路、键盘电路、功能端口扩展电路、电源与复位电路等。
系统框图如图一：
图一：系统框图主控电路选用美国ATMEL公司生产的与MCS—51系列单片机完全兼容的AT89C2051芯片作为电路核心。
它是ATMEL微控制器家族中中廉价的成员，内部集成了2K字节的Flash闪存，不需外扩程序存储器，大大简化了电路结构。
电路采用六位共阳LED数码管作为系统的显示器件。
每两位分别用来显示时钟的时、分、秒。
键盘电路由六个按键组成，分别用来进行系统复位、时间调整等。
由于AT89C2051端口资源较少（仅有P1、P3口），为了增加控制通道，本设计利用1片74HC374扩展了5个输出端口。
单片机时钟信号采用11.0592M晶振产生。
电源电路由三端集成稳压块LM7805提供稳定的＋5V电压。
2．系统硬件设计
基本电路的硬件原理图见附图二。
整个电路由：主控电路、显示电路、键盘电路、接口电路、电源电路等组成。
图二：系统硬件原理图。
2．1．主控电路
U1、C1、C2、Y1、C3、R9、S6构成主控电路的最小系统。
C1、C2、Y1是单片机时钟源产生电路，Y1选用11.0592M的晶振。
C3、R9是系统上电复位电路。
S6为电路硬复位按钮。
2．2．显示电路
显示电路由U2、U3、Q1—Q7和六位“共阳”数码管组成（二位一组分别显示时、分、秒）。
其中U2为BCD－7段译码器（CD4511），通过单片机U1的P1.4—P1.7将要显示字符的BCD码输入至U2的四个输入端，经U2译码后，输出相应的笔段驱动LED数码管。
LED数码管显示采用扫描方式显示，即：在某一时刻，只有一个数码管被点亮。
由于扫描速度很快，看上去就象所有数码管同时点亮。
采用扫描显示方式的优点是减少器件端口的数量。
点亮数码管的位置信号由U3（74HC138）输出，U3为3一8译码器，来自单片机U1的3位数码管位置编码信号，通过U3输
出为相应的数码管驱动信号，并通过V1—V6放大，最后驱动相应的数码管，使之发光。
六位数码管接至端口JP4上，其中：端口的3—8脚接六位数码管的公共阳极；9脚接数码管的时、分、秒分隔点脚；16—10脚接六位数码管的段位（A、B、C、D、E、F、G）显示脚。
由于U2只能输出7段笔段码，而数码管除了七段笔段外，还有一时、分、秒分隔点，因此，分隔点必须有另外的驱动电路来完成，在这里，通过V7来驱动分隔点。
当需要点亮分隔点时，在U1的P1.3输出高电平就可以了。
2．3．键盘电路
键盘电路跟显示电路一样，采用扫描方式，并巧妙利用显示时的数码管驱动的位置信号，也就是在显示的同时，判断相应按键的状态。
判断的方法是在显示某一数码管时，判断U1的P3.7的状态，如果P3.7为高电平，说明没有按键按下，如果P3.7为低电平，则说明相应的按键按下，这时，通过读回U1的P3口中P3.3—P3.5的值，就可判断是那个按键按下，然后调用相应的处理程序进行处理。
2．4．接口电路
JP2为电路控制输出端口,输出口除利用了P1.0-P1.2外,还通过一片74HC374扩展了5个输出端。
扩展输出口利用显示的间隙，将输出数据通过扩展芯片U4（74HC374）锁存输出，从而既不影响显示功能，也使输出信号稳定。
扩展输出过程如下：首先在P3口输出XX110XXX，U3的9脚输出低电平，然后将要输出的数据写到U1的P1.3—P1.7，然后在P3口输出XX111XXX，U3的9脚输出高电平，这样，输出数据就被锁存在U4的Q0—Q4中。
2．5．电源电路
电源电路由三端集成稳压块LM7805提供稳定的＋5V电压。
电源电路原理图如图三。
图三：电源电路原理图
系统控制电路可作在8cm×10cm的双面印刷电路板上。
（见附图四）。
图四：硬件印刷电路
3．软件设计
软件系统主要包括：定时中断服务程序、时钟显示程序、键般扫描处理程序、时控程序。
下面结合利用本设计制作的一款“学校多功能作息时间控制器”为例，介绍程序设计的方法。
3．1．系统主程序流程图如下图五：
图五：主程序流程图
3．2．中断服务程序。
定时中断服务程序为系统控制提供标准时钟，采用T0中断方式。
定时中断服务子程序设计见附图六。
待显示的6位时钟（时、分、秒各两位）以压缩BCD码形式存放在21H～23H三个存储单元中，低位在前，高位在后。
定时中断服务子程序按照时钟规律不断涮新21H—23H三个单元的内容。
图六：中断服务子程序
3．3．显示子程序。
时钟显示子程序用来驱动显示标准时钟（电子表），时间显示至秒。
时钟显示采用扫描方式，即：六只数码管从低位到高位依次被点亮。
由于扫描速度很快，看上去就象所有数码管同时点亮。
3．4．键盘扫描处理程序
键盘扫描处理程序也采用扫描方式工作，具体设计方法见上文。
3．5．八路时控程序
八路时控程序采用循环调用方式。
调用过程中，检测21H—23H三个单元的时钟信息，若与设定的定时起控时间相符则输出至P1口相应管脚。
4．结论：
本系统的软、硬件部分均通过了实际制作与调试，用本系统做成的校园作息时间多功能控制器试用1年多，运行正常。
本系统还可应用于其它时控场合。
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