基于AT89C52的多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)

徐越 徐志龍 陳萱

摘要

主要研究了一款多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，首先，利用Proteus軟件進(jìn)行線路的仿真，然后進(jìn)行實(shí)物的焊接與操作，此多功能數(shù)字鐘的實(shí)物是基于AT89C52單片機(jī)為核心控制片來設(shè)計(jì)，由硬件部分的顯示電路，按鍵電路，復(fù)位電路，晶振電路和蜂鳴電路組成，其中，按鍵電路分為三個(gè)鍵，分別為加1，減1和校時(shí)，時(shí)鐘模塊利用了DS1302，具有掉電走時(shí)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(shí)制的“時(shí)”，“分”，“秒”，并且可以實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)，當(dāng)電路發(fā)生走時(shí)誤差時(shí)，可以有校時(shí)功能。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字鐘 AT89C52 DS130

數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字來展示時(shí)分秒的計(jì)時(shí)工具，其與傳統(tǒng)的機(jī)械表相比，有更高的準(zhǔn)確性，隨著科技的進(jìn)步，單片機(jī)的應(yīng)用越來越普及了，而利用AT89C52單片機(jī)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(yōu)點(diǎn)，所以，此款電子鐘通過Proteus仿真來驗(yàn)證其可行性，然后利用AT89C82作為核心控制片，結(jié)合復(fù)位，按鍵等外圍的電路來組成，使用于電子設(shè)計(jì)初學(xué)者

1 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)硬件總設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘用AT89C52作為核心控制片，由硬件部分的單片機(jī)最小系統(tǒng)、蜂鳴器、時(shí)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(fù)位電路和顯示電路組成，其系統(tǒng)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(nèi)容豐富、便利等優(yōu)點(diǎn)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，本作品選擇可共顯示32個(gè)字符的LCD1602液晶顯示模塊，并且采用了十5V的電源進(jìn)行供電，其顯示電路圖中，D0-D7引腳分別接到單片機(jī)最小系統(tǒng)的P0.0-P0.7的引腳上，其可使每一位都可以顯示數(shù)字“8”，其中，顯示電路總的VDD接+5V電源。

1.3 晶振電路

根據(jù)單片機(jī)的內(nèi)部芯片的振蕩器，單片機(jī)的外部引腳XTAL1和XTAL2與晶體振蕩器和兩端電容相連。穩(wěn)定的自激振蕩器由這些部分組成，并將產(chǎn)生的脈沖信號(hào)送入內(nèi)部時(shí)鐘電路。選擇1nF的C1和1nF的C2對時(shí)鐘頻率進(jìn)行微調(diào)，本設(shè)計(jì)的電子鐘選擇了1MHZ的晶振。

1.4 復(fù)位模塊

當(dāng)振蕩器工作時(shí)，具有兩個(gè)機(jī)器周期或更高電平的RST引腳將對單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。單片機(jī)在開關(guān)機(jī)時(shí)都需要復(fù)位，以便中央處理器CPU及其他功能部件都RC構(gòu)成處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。AT89C52的RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)高電平有效，持續(xù)時(shí)間需要24個(gè)時(shí)鐘周期以上。復(fù)位部分電路如圖1所示。

圖1的原理為：當(dāng)給如+5V的高電壓時(shí)，電容C開始充電，當(dāng)R1電阻為高電位電壓時(shí)，單片機(jī)得以復(fù)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(jī)進(jìn)行了工作模式，在期間，如果要求復(fù)位，按下按鈕，電容C₃放電，等放電結(jié)束后，在電阻R₁上出現(xiàn)壓降，單片機(jī)進(jìn)行了復(fù)位模式，當(dāng)手松下按鈕，電容C₃充電完畢，又進(jìn)入了工作狀態(tài)，其中，本設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘C₃為1μF，R₁為10kΩ。

1.5 按鍵模塊

此文章設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘的按鍵電路采用了一對一直接連接的模式，即一個(gè)按鍵直接對應(yīng)一個(gè)CPU的輸入口，這樣的電路簡單直接，我們共采用三個(gè)按鈕，分別控制校時(shí)，加和減，三個(gè)連接著單片機(jī)最小系統(tǒng)的P1.4、P3.3和P3.7引腳。

1.6 蜂鳴電路

用9012PNP型三極管來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，其I/O口都能通過低電平驅(qū)動(dòng)，此蜂鳴器接口為單片機(jī)的P1.2引腳，當(dāng)P1.2是低電平的時(shí)候，三極管是導(dǎo)通的，蜂鳴器發(fā)出聲音。

2 軟件設(shè)計(jì)

數(shù)字鐘最后要依靠單片機(jī)的C語言編程來完成整點(diǎn)報(bào)時(shí)和計(jì)時(shí)，程序大致分為計(jì)時(shí)板塊，校時(shí)板塊和整點(diǎn)報(bào)時(shí)板塊;下面以整點(diǎn)報(bào)時(shí)程序?yàn)槔?，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(guān)電路通電，LCD液晶屏顯示當(dāng)前時(shí)間，按下設(shè)置鍵，可以對時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，按下設(shè)置鍵第一次，第二次，第三次可以分別對秒分時(shí)進(jìn)行調(diào)時(shí)操作，在LCD屏上對應(yīng)的位置上會(huì)有閃動(dòng)的光標(biāo)。此時(shí)，按下加（減）鍵可以分別對對應(yīng)位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。當(dāng)按下第四次設(shè)置鍵，數(shù)據(jù)更新，屏幕上顯示調(diào)時(shí)后的時(shí)間。

當(dāng)時(shí)間到XX：00：00，即整點(diǎn)時(shí)刻，蜂鳴器會(huì)發(fā)出滴滴的報(bào)警聲表示整點(diǎn)報(bào)時(shí)。

4 結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)

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

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

[3]張毅剛.新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社，2003：86-89.