基于AT89C52的多功能數字鐘設計

徐越 徐志龍 陳萱

摘要

主要研究了一款多功能數字鐘的設計及應用，首先，利用Proteus軟件進行線路的仿真，然后進行實物的焊接與操作，此多功能數字鐘的實物是基于AT89C52單片機為核心控制片來設計，由硬件部分的顯示電路，按鍵電路，復位電路，晶振電路和蜂鳴電路組成，其中，按鍵電路分為三個鍵，分別為加1，減1和校時，時鐘模塊利用了DS1302，具有掉電走時功能，然后再利用軟件部分的編程就可以在LCD顯示屏上顯示24小時制的“時”，“分”，“秒”，并且可以實現整點報時，當電路發生走時誤差時，可以有校時功能。

【關鍵詞】數字鐘 AT89C52 DS130

數字電子鐘是一種用數字來展示時分秒的計時工具，其與傳統的機械表相比，有更高的準確性，隨著科技的進步，單片機的應用越來越普及了，而利用AT89C52單片機來制作的電子鐘有著便于攜帶，功耗小，體積小，精度比較高等一些優點，所以，此款電子鐘通過Proteus仿真來驗證其可行性，然后利用AT89C82作為核心控制片，結合復位，按鍵等外圍的電路來組成，使用于電子設計初學者

1 系統硬件的設計

1.1 系統硬件總設計

本設計的數字鐘用AT89C52作為核心控制片，由硬件部分的單片機最小系統、蜂鳴器、時鐘芯片、按鍵、LCD液晶顯示、電源接口和下載接口和軟件的編制程序組成。硬件部分主要分為按鍵電路，蜂鳴電路，晶振電路，復位電路和顯示電路組成，其系統的框架圖如下圖1所

1.2 顯示電路

顯示電路由LCD液晶屏顯示，液晶顯示模塊有著功耗低、顯示內容豐富、便利等優點。基于以上優點，本作品選擇可共顯示32個字符的LCD1602液晶顯示模塊，并且采用了十5V的電源進行供電，其顯示電路圖中，D0-D7引腳分別接到單片機最小系統的P0.0-P0.7的引腳上，其可使每一位都可以顯示數字“8”，其中，顯示電路總的VDD接+5V電源。

1.3 晶振電路

根據單片機的內部芯片的振蕩器，單片機的外部引腳XTAL1和XTAL2與晶體振蕩器和兩端電容相連。穩定的自激振蕩器由這些部分組成，并將產生的脈沖信號送入內部時鐘電路。選擇1nF的C1和1nF的C2對時鐘頻率進行微調，本設計的電子鐘選擇了1MHZ的晶振。

1.4 復位模塊

當振蕩器工作時，具有兩個機器周期或更高電平的RST引腳將對單片機進行復位。單片機在開關機時都需要復位，以便中央處理器CPU及其他功能部件都RC構成處于一個確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作。AT89C52的RST引腳是復位信號的輸入端。復位信號高電平有效，持續時間需要24個時鐘周期以上。復位部分電路如圖1所示。

圖1的原理為：當給如+5V的高電壓時，電容C開始充電，當R1電阻為高電位電壓時，單片機得以復位;幾毫秒后，電容C₃蓄電完成，電阻R₁上電流與電壓值都為0，單片機進行了工作模式，在期間，如果要求復位，按下按鈕，電容C₃放電，等放電結束后，在電阻R₁上出現壓降，單片機進行了復位模式，當手松下按鈕，電容C₃充電完畢，又進入了工作狀態，其中，本設計的數字鐘C₃為1μF，R₁為10kΩ。

1.5 按鍵模塊

此文章設計的數字鐘的按鍵電路采用了一對一直接連接的模式，即一個按鍵直接對應一個CPU的輸入口，這樣的電路簡單直接，我們共采用三個按鈕，分別控制校時，加和減，三個連接著單片機最小系統的P1.4、P3.3和P3.7引腳。

1.6 蜂鳴電路

用9012PNP型三極管來驅動蜂鳴器，其I/O口都能通過低電平驅動，此蜂鳴器接口為單片機的P1.2引腳，當P1.2是低電平的時候，三極管是導通的，蜂鳴器發出聲音。

2 軟件設計

數字鐘最后要依靠單片機的C語言編程來完成整點報時和計時，程序大致分為計時板塊，校時板塊和整點報時板塊;下面以整點報時程序為例，介紹一下程序，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 作品操作說明

首先用DC電源線連接5V的電源，按下自鎖開關電路通電，LCD液晶屏顯示當前時間，按下設置鍵，可以對時間進行調整，按下設置鍵第一次，第二次，第三次可以分別對秒分時進行調時操作，在LCD屏上對應的位置上會有閃動的光標。此時，按下加（減）鍵可以分別對對應位置的數據進行修改。當按下第四次設置鍵，數據更新，屏幕上顯示調時后的時間。

當時間到XX：00：00，即整點時刻，蜂鳴器會發出滴滴的報警聲表示整點報時。

4 結束語

對于本次設計也可以有一些改進的地方，比如本時鐘芯片采用的是DS1302，雖然可以掉電走時，但是日常生活中，一年四季的環境溫度等很多因素都會影響計時的精確度。軟件功能上還有要改進的地方，可以添加秒表計時，鬧鐘等更多功能來完善。

參考文獻

[1]委國煥，曹曉華，王海群.微機原理與接口技術[M].北京：電子工業出版社，2011（25）.

[2]郭天祥.51單片機C語言教程[M].北京：電子工業出版社，2009：125-141

[3]張毅剛.新編MCS-51單片機應用設計[M].北京：人民郵電出版社，2003：86-89.