基于单片机多功能电子时钟的设计说明书
基于单片机的电子时钟设计说明
本科生毕业论文（设计）基于单片机的电子时钟设计独创性声明本人重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致的地方外，设计中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了意。
签名：年月日授权声明本人完全了解学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。
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本人设计中有原创性数据需要的部分为（如没有，请填写“无”）：签名：年月日指导教师签名：年月日摘要本文详细介绍了51单片机应用的数据转换显示,动态扫描显示原理，单片机的定时中断原理、从而达到学习，了解单片机相关指令在各方面的应用。
电子时钟系统由AT89C51、LCD显示器、按键、二极管等部分构成，能实现日历的功能,能进行时、分、秒的显示，也具有日历计算、显示、校准、定时时间的设定、温度显示，实现三路开关定时输出等功能。
关键词：电子时钟；单片机ABSTRACTIn thispaper,detailedinformation on the application of 51 single.chip display data conversion, digital display principle,dynamic scan shows the principle of single.chip timing interruption principle,to achieve the learning and understanding of single.chip instruction in all aspects related to the application. Electronic clock system consists of AT89C51,LCD digital tubes, buttons, diodes and other components,to achieve the function of the calendar , can be hours, minutes and seconds display.Also has a calendar calculation, displayand clock,a calendar of the calibration,set the time from time to time、temperature display,the realization of three.way output functions.Key words: electronic clock；Single Chip Microcomputer目录1绪论11.1课题研究的目的和意义11.2电子时钟发展动态12电子时钟设计硬件结构22.1单片机简介22.1.1单片机的基本概念22.1.2单片机的工作原理22.2 AT89C51简介32.3 DS1302简介52.4温度传感器DS18B20简介62.4.1 DS18B20的性能特点62.4.2 DS18B20与单片机的接口电路72.5 LCD显示72.6电子时钟的原理图83电子时钟软件设计83.1程序设计思想和相关指令介绍83.1.1计时功能的实现与中断服务程序9 3.1.2时钟误差分析93.1.3时间控制功能与比较指令93.2程序电路图103.2.1程序流程图103.2.2定时中断流程图113.2.3调时功能流程图124电子时钟软件仿真144.1Protues介绍144.2 Proteus ISIS的仿真步骤144.3 Keil uVision2调试软件154.4电子时钟仿真与其结果17总结20参考文献21附录21致311绪论随着现代技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现电子时钟变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。
基于单片机电子时钟的设计说明
单片机课程设计姓名：韶辉学号： 1402250232班级：自动化11402成绩：指导老师：吴玉蓉设计时间：2016年12月26日~2017年1月5日目录1.设计要求 (1)2.系统总体方案 (2)3.硬件电路设计 (3)4.系统软件设计. (4)5.课程设计体会 (15)6.参考文献 (15)7.系统实物图 (16)附录1 电路原理图 (17)附录2 原件清单 (18)一、设计要求利用51单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整功能。
具体要求如下：（1）按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图；（2）按要求设计部分外围电路，并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正确可靠的连接，给出电路原理图；（3）用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试；（4）利用键盘输入调整秒、分和小时时刻，数码管显示时间；二、系统总体方案1.时钟计数：形成秒、分、小时，系统时间采用24小时制。
利用单片机部的定时器/计数器来实现，它的处理过程如下：首先设定单片机部的一个定时器/计数器工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间（如10ms），然后用另一个定时器/计数器或软件计数的方法对基准时间计数形成秒（对10ms计数100次），秒计60次形成分，分计60次形成小时，小时计24次则计满一天。
（如12-25-09）。
2.显示：采用8个LED显示系统当前时间，显示格式为“时-分-秒”3.设置功能：用户可以对系统的时间进行设置。
没有按键时，则时钟正常走时。
当按下K0键，进入调分状态，时钟停止走动，此时，按K1或K2键可进行加1或减1操作；继续按K0键可分别进行分和时的调整，此时，按K1或K2键可进行加1或减1操作；最后按K0键将退出调整状态，时钟开始计时运行。
4.系统框图三、硬件电路设计1.时钟电路（晶振电路）单片机利用外部12MHZ晶振构成振荡电路作为时钟源，单片机部具有一个高增益反向放大器，用于构成振荡器。
通常在引脚XTAL1和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，结构如图所示：图2 时钟电路图2.按键电路按键处理设置为:当有没键按下时，时钟正常运行；当按一次K1，时钟停止走动，按K2对秒进行调整；当K1按2次时，按K2 对分进行调整；当K1按下3次时，按K2 对小时进行调整，当按下4次K1时，校时完毕，时钟按设定的时间进行正常走时。
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单片机多功能电子时钟设计报告》
单片机课程设计报告多功能电子数字钟姓名:学号:班级:指导教师:目录一课程设计题目-------------------------------- 3 二电路设计--------------------------------------- 4 三程序总体设计思路概述------------------- 5 四各模块程序设计及流程图---------------- 6 五程序及程序说明见附录------------------- ** 六课程设计心得及体会---------------------- 11 七参考资料--------------------------------------- 12一题目及要求本次单片机课程设计在Proteus软件仿真平台下实现，完成电路设计连接，编程、调试，仿真出实验结果。
具体要如下：用8051单片机设计扩展6位数码管的静态或动态显示电路，再连接几个按键和一个蜂鸣器报警电路，设计出一个多功能电子钟，实现以下功能：(1)走时（能实现时分秒，年月日的计时）(2)显示（分屏切换显示时分秒和年月日，修改时能定位闪烁显示）(3)校时（能用按键修改和校准时钟）(4)定时报警（能定点报时）本次课程设计要求每个学生使用Proteus仿真软件独立设计制作出电路图、完成程序设计和系统仿真调试，验收时能操作演示。
最后验收检查结果，评定成绩分为：(1)完成“走时+显示+秒闪”功能----及格(2)完成“校时修改”功能----中等(3)完成“校时修改位闪”----良好(4)完成“定点报警”功能，且使用资源少----优秀3二电路设计（电路设计图见附件电路图）（1）采用89C51型号单片机（2）采用8位共阴数码管（3）因为单片机输出高电平时输出的电流不足以驱动数码管,所以在P0口与8位数码管之间加74LS373来驱动数码管（4）P2口与数码管选择位直接加74LS138译码器（5）蜂鸣器接P3.7口。
基于51单片机的简易电子钟设计
基于51单片机的简易电子钟设计一、设计目的现代社会对于时间的要求越来越精确，电子钟成为家庭和办公场所不可缺少的设备之一、本设计基于51单片机，旨在实现一个简易的电子钟，可以显示当前的时间，并且能够通过按键进行时间的调整和设置闹钟。
二、设计原理本设计主要涉及到51单片机的IO口、定时器、中断、LCD显示技术等方面知识。
1.时钟模块时钟模块采用定时器0的中断进行时间的累加和更新。
以1秒为一个时间单位，每当定时器0中断发生，就将时间加1，并判断是否需要更新小时、分钟和秒的显示。
同时，根据用户按键的操作，可以调整时间的设定。
2.显示模块显示模块采用16x2字符LCD显示屏，通过51单片机的IO口与LCD连接。
可以显示当前时间和设置的闹钟时间。
初次上电或者重置后，LCD显示时间为00:00:00，通过定时器中断和键盘操作，实现时间的更新和设定闹钟功能。
3.键盘模块键盘模块采用矩阵键盘连接到51单片机的IO口上，用于用户进行时间的调整和设置闹钟。
通过查询键盘的按键状态，根据按键的不同操作，实现时间的调整和闹钟设定功能。
4.中断模块中断模块采用定时器0的中断，用于1秒的定时更新时间。
同时可以添加外部中断用于响应用户按键操作。
三、主要功能和实现步骤1.系统初始化。
2.设置定时器，每1秒产生一次中断。
3.初始化LCD显示屏，显示初始时间00:00:00。
4.查询键盘状态，判断是否有按键按下。
5.如果按键被按下，根据不同按键的功能进行相应的操作：-功能键：设置、调整、确认。
-数字键：根据键入的数字进行时间的调整和闹钟设定。
6.根据定时器的中断，更新时间的显示。
7.判断当前时间是否与闹钟设定时间相同，如果相同，则触发闹钟，进行提示。
8.循环执行步骤4-7，实现连续的时间显示和按键操作。
四、系统总结和改进使用51单片机设计的简易电子钟可以显示当前时间，并且实现时间的调整和闹钟设定功能。
但是由于硬件资源有限，只能实现基本的功能，不能进行其他高级功能的扩展，例如闹铃的音乐播放、温度、湿度的显示等。
单片机电子时钟设计说明书
基于单片机的电子钟的设计报告1设计要求（1）时钟：用定时器实现“时分秒”时钟，动态显示时时间（00:00:00～ 11:59:59）（2）显示方式：8位LED数码管（十进制显示）（3）具体校准时间功能：通过键盘设定（4）整点报时功能：每个整点蜂鸣器响1s2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。
基于单片机的多功能电子钟课程设计说明书
课程设计说明书题目：基于单片机的多功能电子钟课程：单片机原理及应用B课程设计目录摘要 (II)1 设计目的 (1)2 设计要求 (2)3 设计容 (3)3.1电子时钟的工作原理 (3)3.2 系统硬件电路设计及元件 (4)3.2.1 AT89C51芯片 (4)3.2.2 DS1302芯片 (8)3.2.3 LCD1602液晶显示 (12)3.3系统软件电路设计 (15)3.3.1 系统流程图及源代码设计 (15)总结与致 (18)参考文献 (19)附录一 (20)摘要单片机, 是集 CPU ,RAM ,ROM , 定时器，计数器和多种接口于一体的微控制器。
自20 世纪 70 年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注。
它体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易，广泛应用于智能生产和工业自动化上。
本系统为基于DS1302的多功能电子钟，以AT89C51单片机作为主控芯，采用实时时钟芯片DS1302，使用1602液晶作为显示输出。
该系统走时精确，具有闹钟设置，时间模式切换，秒表以及可同时显示时间、日期等多种功能。
本文将详细介绍AT89C51单片机和DS1302 时钟芯片的基本原理，从软件和硬件电路的实现两大方面进行分析。
关键词：AT89C51；单片机；液晶屏；时钟芯片；蜂鸣器基于51单片机设计一个能够支持年、月、日、星期、时、分、秒的电子时钟。
并且支持闹钟功能，及整点报时功能。
在设计过程中，学习利用DXP软件进行硬件电路设计或者利用仿真软件进行仿真，进行单片机的软件编程。
学习芯片的选择及方案选择，熟悉单片机的I/O口原理；掌握LCD显示的原理；掌握定时计数器的使用；要求设计出程序流程图和程序。
1．设计能支持年、月、日、星期、时、分、秒的时钟，时钟有时间调整功能及闹钟功能；2．时钟具有装卸电池时掉电保护功能，保护时间大于5分钟；3．时钟功耗小于0.5MA/5V。
基于单片机的多功能数字钟的设计
一、概述现代社会，时间被视为人们生活的重要组成部分。
而数字钟作为时间的一种展现形式，已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
基于单片机的多功能数字钟设计，将为人们提供更加准确、便捷、多功能的时间展现方式，满足人们对时间的精准要求，同时也为人们的生活带来更多便利。
二、设计目标1. 实现精准的时间显示功能，包括时、分、秒的显示；2. 实现对日期的显示，包括年、月、日的显示；3. 实现多种报时功能，如定时报时、闹钟报时等；4. 实现多种显示效果，如渐变显示、闪烁显示等；5. 实现对时间的调整功能，包括校时、调整日期等；6. 实现对亮度的调节功能，适应不同环境下的使用需求。
三、设计思路1. 硬件设计1.1 硬件采用单片机作为核心控制器，通过外部晶振提供时钟信号；1.2 采用数码管作为显示设备，通过单片机控制数码管进行时间、日期的显示；1.3 通过按钮、旋钮等输入设备，实现时间调节、报时设置等操作；1.4 通过EEPROM等存储设备，实现时间、设置的存储和读取功能；1.5 通过光敏电阻等光敏传感器，实现对环境光强的检测，调节数码管显示亮度。
2. 软件设计2.1 设计合理的时钟系统，确保时间的准确显示；2.2 设计报时功能模块，实现定时报时、闹钟报时等功能；2.3 设计显示控制模块，实现数字、日期的显示效果控制；2.4 设计操作响应模块，实现对按钮、旋钮等输入设备的操作响应；2.5 设计存储管理模块，实现时间、设置数据的存储和读取功能；2.6 设计光敏控制模块，实现对数码管显示亮度的实时调节。
四、实现方法1. 硬件设计1.1 选择合适的单片机作为核心控制器，根据需要进行外围电路的设计；1.2 选择合适的数码管作为显示设备，设计驱动电路以及显示控制电路；1.3 选择合适的按钮、旋钮等输入设备，设计输入电路以及操作响应电路；1.4 选择合适的EEPROM芯片，设计存储管理电路实现数据的存储和读取；1.5 选择合适的光敏电阻或光敏二极管，设计光敏控制电路实现显示亮度的调节。
基于MSP430单片机的电子时钟设计说明
基于MSP430单片机的电子时钟设计说明
一、需求分析
本设计的目标是基于MSP430单片机来设计一款电子时钟。
电子时钟
可以用来显示当前的时间，比如时、分、秒；同时还具有闹钟功能，即可
以设置每天一些时刻提醒用户，提醒用户做件事情。
设计时，要注意以下
几个方面：
1、时间流逝的准确性：电子时钟的核心功能是准确显示当前的时间，即时针、分针、秒针在正确地流逝；同时也要考虑时间的准确性，用户可
以设置任意时间，时钟计时要按照设置的时间进行计时。
2、系统稳定性：电子时钟的系统稳定性极其重要，不能因为短暂的
停电等扰动，导致系统失去稳定，时间乱跳。
3、外观设计：在外观设计方面，电子时钟要求具有精美、简约的外观，而且要求清晰显示时间内容，用户可以视觉上感受时间的运行，同时
操作简单，操作界面友好；同时，为了满足用户的要求，要能够设置闹钟，并且有红色指示灯和蜂鸣器来提醒。
二、设计要求
1、MSP430单片机：采用MSP430F169作为主控制器，芯片的16位CPU具有较强的数据处理能力，可以有效调整时间性能，满足电子时钟计
时要求。
2、时间及闹钟设置：采用4×4键盘模块作为时间及闹钟设置。
基于单片机多功能电子钟设计
《单片机原理及应用课程设计》任务书前言随着科技的快速发展，从摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。
目前，单片机技术的应用产品已经走进了千家万户，电子时钟的出现给人们的生活带来了诸多方便，随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用，单片机以体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。
单片机单芯片的微小体积和低的成本，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具，于是基于单片机的醒目而时尚的电子多功能时钟顺应而生。
基于单片机的电子多功能时钟结合了时钟和日历的功能，将其二者融为一体，在显示时间的同时还能显示日期和年、月，它主要是通过单片机来读取时钟芯片的时间、日期，然后送给显示设备显示出来。
而电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是是单片机实验中一个很常用的题目。
因为它的有很好的开放性和可发挥性，因此对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力更加强调了对单片机扩展的应用，而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色，数字显示的时钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用，壁挂式LED数码管显示的日历钟逐渐受到人们的欢迎。
LED数字显示的日历钟显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视，并且还可以扩展出多种功能。
目录前言 3目录 4摘要 6ABSTRACT 71. 系统的方案设计与论证 81.1 单片机芯片设计与论证 91.2 按键控制模块设计与论证 91.3 时钟模块设计与论证 91.4 温度采集模块设计与论证 101.4.1 温度测量的步骤 101.4.2 DS18B20的操作时序 101.5 显示模块模块设计与论证 111.5.1 1602字符型LCD简介 111.5.2 1602引脚功能说明 111.5.3 1602LCD的指令说明及时序 121.5.4 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表 14 1.5.5 1602LCD的一般初始化（复位）过程 15 1.5.6 1602LCD的电路连接 151. 6 蜂鸣器闹铃电路 162 系统硬件的设计 172.1 AT89S51单片机 172.2 时钟芯片DS1302接口设计与性能分析 20 2.2.1 DS1302性能简介 202.2.2 DS1302接口电路设计 212.3 温度芯片DS18B20接口设计与性能分析 23 2.3.1 DS18B20性能简介 231.DS18B20的主要特性 232.3.2 DS18B20接口电路设计 242.3.3 DS18B20的工作时序 242.4 LCD显示模块 272.4.1 LCD1602的特性及使用说明 272.4.2 LCD1602与MCU的接口电路 282.5 按键模块设计 282.6 复位电路的设计 283 系统的软件设计 303.1 主程序流程图的设计 30主程序流程 313.2 时间设置子程序流程 313.3 闹钟设置子程序流程 32参考文献 33附录：单片机多功能时钟程序 34心得与感悟 54摘要本文介绍了基于AT89S52单片机的多功能电子万年历的硬件结构和软硬件设计方法。
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课程设计说明书课程名称：《单片机技术》设计题目：基于单片机多功能电子时钟的设计学院：学生姓名：学号：专业班级：指导教师：2016年 4月22 日课程设计任务书基于单片机多功能电子时钟的设计摘要：设计了一个多功能电子时钟，该系统具有定时、报时、温度显示功能，到设定时间时蜂鸣器会响。
该电路主要由时钟芯片模块、液晶显示模块、按键模块、温度传感器模块、蜂鸣器报警电路模块、复位模块构成。
软件部分主要通过C程序的编程实现对时钟芯片进行时间数据的读和写，然后通过液晶显示程序将时间显示出来。
利用Altium Designer软件对电路图进行了原理图的设计和PCB板的设计，并对电路进行了安装和调试，调试结果与设计预期一致。
关键词：电子时钟、温度显示、Altium Designer、PCB目录1.设计背景 (1)1.1 电子时钟的研究背景 (1)1.2数字电子时钟的发展趋势 (2)2.设计方案 (2)2.1 系统的设计思路 (3)2.2 系统硬件描述 (3)2.3 系统软件描述 (4)2.4 设计程序及预期结果 (4)3. 方案实施 (5)3.1主要器件介绍 (5)3.2单片机的功能 (5)3.3 单片机最小系统 (8)3.4电源电路 (10)3.5液晶显示电路 (11)3.6键盘电路 (12)3.7时钟芯片电路 (13)3.8温度测量电路 (16)3.9蜂鸣器电路 (16)3.10原理图的绘制及PCB的布线 (17)4. 系统调试 (18)4.1 PCB板的安装 (18)4.2最小系统的调试 (18)4.3 液晶显示模块和蜂鸣器报警模块的调试 (19)4.4 整体调试 (19)5. 软件设计 (19)5.1 软件设计总体说明 (19)5.2主程序流程图 (20)5.3主程序代码 (20)6.结果与结论 (21)7. 致谢 (23)8.参考文献 (24)8. 附件 (24)附件I电路原理图 (24)附件II PCB布线图 (25)附件III实物图 (25)附件IV元器件清单........................... 错误!未定义书签。
附件V子源程序 (26)1.设计背景1.1 电子时钟的研究背景1957年，Ventura发明了世界第一个电子表，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，小时位清零。
从而达到计时的功能。
传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而且利用率也比很低。
随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。
20世纪末，电子技术得到了极速的发展，毫无疑问，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，这有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度以及综合科技水平的提高，但产品更新换代的频率也越来越快。
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万年历、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。
多功能电子时钟除了具有时钟的功能外还可以包含对环境温度检测的功能，温度是一种最基本的环境参数。
目前，典型的温度检测控制系统由模拟式温度传感器、A/D转换电路和各种单片机组成。
以DS18B20为代表的新型单线总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体，这类传感器可以直接输出数字量，同时与单片机接口电路结构非常简单，可以广泛用于距离远、节点分布多的场合具有较强推广应用价值。
数字电子时钟是采用数字电路实现对时，分，秒数字显示的装置，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，数字时钟的精度远远超过老式钟表，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。
例如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、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数字电子时钟的发展趋势数字电子时钟，自从它发明的那天起就成为人类的朋友，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
但随着时间的推移，社会的进步，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广，可以说时间的准确已成为各行各业安全运行的基础。
电子时钟的设计方法有多种，可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟，还可以利用对单片机编程来实现电子钟。
其中，利用单片机实现的电子时钟具有硬件结构简单、编程灵活、便于功能扩展等特点。
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。
智能温度传感器(亦称数字温度传感器）是上世纪90年代中期问世的。
此类传感器是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。
21世纪后，智能温度传感器毫无疑问正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及高安全性等高科技的方向迅速发展，开发虚拟传感器和网络传感器、研制更先进的单片测温系统已是刻不容缓，在日常生活和自动控制系统中，我们时常会遇到对时间和温度实时监控的需求。
这就给具有多种功能的时钟提供了市场，也有了市场开发的前景。
本文给出了一种基于单片机实现带温度检测的电子时钟的设计方法和实现过程。
2.设计方案2.1系统的设计思路本次设计完成电子时钟年、月、日、时、分、秒的显示及环境温度测量等功能的基础上完成定时闹钟的功能。
由于DS12887时钟芯片内含一个锂电池，所以断电情况可以运行十年以上不丢失数据，重新上电后不用校正时钟。
硬件电路包括单片机最小系统电路、DS12887实时时钟芯片电路模块、LCD1602液晶显示模块、按键模块、DS18B20温度传感器模块、蜂鸣器报警电路模块；软件部分主要通过c程序的编程实现对时钟芯片进行时间数据的读和写，然后通过液晶显示程序将时间显示出来，通过按键操作实现功能的转换和屏幕的切换。
设计中结合硬件、软件的分步调试，达到要求的控制效果。
2.2 系统硬件描述基于单片机系统的电子时钟基本结构框图如图2-1所示该系统所需要的器件包括单片机AT89S52芯片一块，实时时钟芯片DS12887一块，温度传感器DS18B20一块，液晶显示屏LCD1602一块，双4输入与门芯片74LS21一块，蜂鸣器一个，12mHZ的晶振一个，排针排线若干组，电容电阻若干，导线若干，发光二级管一个，三极管一个，按钮5个。
图2.1系统基本结构图2.3 系统软件描述系统程序实现三部分功能：时钟部分实现年、月、日、时、分、秒、星期显示和设置、闹钟功能；温度测量部分实现环境温度测量及显示；键盘部分主要为时钟和闹钟设置。
图2.2功能整体流程图2.4 设计程序及预期结果该设计的主要流程如下：首先阅读大量参考文献，进行设计方案的确定，然后在Altium Designer上进行原理图的绘制和修改，在基本电路原理检查无误的情况下，统计所需要的元器件清单(元器件应考虑裕量)。
接着把元器件焊接到各个功能电路的模块上，并结合程序进行调试。
最后将各个功能的电路程序组合起来，然后再进行总体调试直到成功。
本设计能达到以下结果：1）显示年、月、日、星期等日历相关信息。
通过按键设置年月日和星期，以及定时闹钟。
2）掉电后时钟芯片正常运行，重新上电后不用校正时钟。
3）定时时间到达时，蜂鸣器报警；手动按任意键报警停止；如无人工按键，报警在1.5min后停止。
4）时时温度显示。
3. 方案实施3.1主要器件介绍本系统采用AT89S52单片机作为控制器，用LCD液晶显示器作为显示模块，调节时间按键模块，时钟芯片模块，用DS18B20作为温度测量输入模块，用蜂鸣器作为闹钟输出。
3.2单片机的功能中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
数据存储器(内部RAM)：数据存储器用于存放变化的数据。
AT89S52中数据存储器的地址空间为256个RAM单元，但其中能作为数据存储器供用户使用的仅有前面128个，后128个被专用寄存器占用。
程序存储器(内部ROM)：程序存储器用于存放程序和固定不变的常数等。
通常采用只读存储器，且其又多种类型，在89系列单片机中全部采用闪存。
AT89S52内部配置了4KB闪存。
图3.1 AT89S52引脚图定时/计数器(ROM)：定时/计数器用于实现定时和计数功能。
AT89S52共有2个16位定时/计数器。
并行输入输出(I/O)口：AT89S52共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
每个口都由1个锁存器和一个驱动器组成。
它们主要用于实现与外部设备中数据的并行输入与输出，有些I/O口还有其他功能。
全双工串行口：AT89S52内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
·时钟电路：时钟电路的作用是产生单片机工作所需要的时钟脉冲序列。
中断系统：中断系统的作用主要是对外部或内部的终端请求进行管理与处理。
AT89S52共有5个中断源，其中又2个外部中断源和3个内部中断源。
引脚功能如下:VCC：电源电压。
GND：地。
P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I／0口，也即地址／数据总线复用口。
作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“l”可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
P1口：Pl 是一个带内部上拉电阻的8位双向I／O口，Pl的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口写“l”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。
作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。
Flash编程和程序校验期间，Pl接收低8位地址。
P2 口：P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I／O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL逻辑门电路。
对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。