基于AT89C52的多功能数字钟设计

徐越 徐志龙 陈萱

摘要

主要研究了一款多功能数字钟的设计及应用，首先，利用Proteus软件进行线路的仿真，然后进行实物的焊接与操作，此多功能数字钟的实物是基于AT89C52单片机为核心控制片来设计，由硬件部分的显示电路，按键电路，复位电路，晶振电路和蜂鸣电路组成，其中，按键电路分为三个键，分别为加1，减1和校时，时钟模块利用了DS1302，具有掉电走时功能，然后再利用软件部分的编程就可以在LCD显示屏上显示24小时制的“时”，“分”，“秒”，并且可以实现整点报时，当电路发生走时误差时，可以有校时功能。

【关键词】数字钟 AT89C52 DS130

数字电子钟是一种用数字来展示时分秒的计时工具，其与传统的机械表相比，有更高的准确性，随着科技的进步，单片机的应用越来越普及了，而利用AT89C52单片机来制作的电子钟有着便于携带，功耗小，体积小，精度比较高等一些优点，所以，此款电子钟通过Proteus仿真来验证其可行性，然后利用AT89C82作为核心控制片，结合复位，按键等外围的电路来组成，使用于电子设计初学者

1 系统硬件的设计

1.1 系统硬件总设计

本设计的数字钟用AT89C52作为核心控制片，由硬件部分的单片机最小系统、蜂鸣器、时钟芯片、按键、LCD液晶显示、电源接口和下载接口和软件的编制程序组成。硬件部分主要分为按键电路，蜂鸣电路，晶振电路，复位电路和显示电路组成，其系统的框架图如下图1所

1.2 显示电路

显示电路由LCD液晶屏显示，液晶显示模块有着功耗低、显示内容丰富、便利等优点。基于以上优点，本作品选择可共显示32个字符的LCD1602液晶显示模块，并且采用了十5V的电源进行供电，其显示电路图中，D0-D7引脚分别接到单片机最小系统的P0.0-P0.7的引脚上，其可使每一位都可以显示數字“8”，其中，显示电路总的VDD接+5V电源。

1.3 晶振电路

根据单片机的内部芯片的振荡器，单片机的外部引脚XTAL1和XTAL2与晶体振荡器和两端电容相连。稳定的自激振荡器由这些部分组成，并将产生的脉冲信号送入内部时钟电路。选择1nF的C1和1nF的C2对时钟频率进行微调，本设计的电子钟选择了1MHZ的晶振。

1.4 复位模块

当振荡器工作时，具有两个机器周期或更高电平的RST引脚将对单片机进行复位。单片机在开关机时都需要复位，以便中央处理器CPU及其他功能部件都RC构成处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。AT89C52的RST引脚是复位信号的输入端。复位信号高电平有效，持续时间需要24个时钟周期以上。复位部分电路如图1所示。

图1的原理为：当给如+5V的高电压时，电容C开始充电，当R1电阻为高电位电压时，单片机得以复位;几毫秒后，电容C₃蓄电完成，电阻R₁上电流与电压值都为0，单片机进行了工作模式，在期间，如果要求复位，按下按钮，电容C₃放电，等放电结束后，在电阻R₁上出现压降，单片机进行了复位模式，当手松下按钮，电容C₃充电完毕，又进入了工作状态，其中，本设计的数字钟C₃为1μF，R₁为10kΩ。

1.5 按键模块

此文章设计的数字钟的按键电路采用了一对一直接连接的模式，即一个按键直接对应一个CPU的输入口，这样的电路简单直接，我们共采用三个按钮，分别控制校时，加和减，三个连接着单片机最小系统的P1.4、P3.3和P3.7引脚。

1.6 蜂鸣电路

用9012PNP型三极管来驱动蜂鸣器，其I/O口都能通过低电平驱动，此蜂鸣器接口为单片机的P1.2引脚，当P1.2是低电平的时候，三极管是导通的，蜂鸣器发出声音。

2 软件设计

数字钟最后要依靠单片机的C语言编程来完成整点报时和计时，程序大致分为计时板块，校时板块和整点报时板块;下面以整点报时程序为例，介绍一下程序，如下所示：

if（ten==0&&miao==0）{

（x=0;x<50;x++）

{

BUZZER=1;

delay_1ms（1）;

BUZZER=0;

delay_1ms（1）;

BUZZER=1;

}

}

3 作品操作说明

首先用DC电源线连接5V的电源，按下自锁开关电路通电，LCD液晶屏显示当前时间，按下设置键，可以对时间进行调整，按下设置键第一次，第二次，第三次可以分别对秒分时进行调时操作，在LCD屏上对应的位置上会有闪动的光标。此时，按下加（减）键可以分别对对应位置的数据进行修改。当按下第四次设置键，数据更新，屏幕上显示调时后的时间。

当时间到XX：00：00，即整点时刻，蜂鸣器会发出滴滴的报警声表示整点报时。

4 结束语

对于本次设计也可以有一些改进的地方，比如本时钟芯片采用的是DS1302，虽然可以掉电走时，但是日常生活中，一年四季的环境温度等很多因素都会影响计时的精确度。软件功能上还有要改进的地方，可以添加秒表计时，闹钟等更多功能来完善。

参考文献

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[2]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009：125-141

[3]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计[M].北京：人民邮电出版社，2003：86-89.