基于单片机的多功能数字电子时钟系统设计
摘要：现如今，市场上多用现成的时钟芯片来进行时钟的控制，这不但使得成本有所提高，也使得硬件系统的要求提高。所以，为了方便使用，减少成本，为此设计一个单片机的多功能数字电子时钟系统来进行代替使用。数字电子时钟系统它可以完成时间数码显示，具备定时报警输出等功能。首先，本次方案需要合理设计单片机AT89S51的复位电路，再开始时钟电路的进行，利用键盘将时间显现在LCD1602液晶显示器上，到预定时间温度采集后，蜂鸣器由此进行报警系统的完成。在软件过程大都采用C语言来进行汇编，并用KEIL软件完成写和译。
关键词：多功能数字电子时钟；LCD1602液晶显示器；C语言；KEIL软件；
Design of multifunctional digital electronic clock system
based on single chip microcomputer
Abstract:Nowadays, off-the-shelf clock chips are used for clock control in the market, which not only increases the cost, but also increases the requirement of hardware system. Therefore, in order to facilitate the use, reduce the cost, the design of a single-chip multifunctional digital electronic clock system to replace the use. Digital electronic clock system it can complete the time digital display, with timing alarm output and other functions. First, the program needs to design a reasonable microcomtroller AT89S51 reset circuit, and then start the clock circuit. The keyboard displays the time on the LCD1602 liquid crystal display. After the predetermined time and temperature are collected, the buzzer is used to complete the alarm system. In the software process, C language is mostly used for assembly, and KEIL software is used to complete writing and translation.
Keywords:Multifunctional digital electronic clock; LCD1602display; C language; KEIL software;
第一章 绪论
1.1课题的研究背景及意义
在父母那一代以及更前面的几代中，他们的生活因为时代的约束，还未出现电子时钟，直到1957年，人类生活才出现了电子表，因为电子表的发展，才导致电子时钟的脱颖而出，可以说电子表为电子时钟的发展做了铺垫。由于时代科技的不断创新，也使得电子时钟的发展进入迅速状态，在自己的生活领域也进行了普及，可以说它是生活中很常见的技术。现在的电子时钟大多是采用单片机为基础的一种系统设计，回想过去的传统数字电子时钟，特别的繁琐杂乱，需要采用很多的元器件去驱动它，导致进行起来特别不方便，而且占用率也很高，使得不能够很好地利用，因此容易得到不太准确的数值。回到现在的电子时钟技术，可以说强化的接近完美状态，就时间的显示来说，误差接近于极其微小状态，并且用的元器件也得到了优化，已经不需要太多的元器件进行加辅了，空间得到了放松，同时利用率也提高了很多。
由于时代的进步，人们的生活也因为电子技术的发展改变很多。关注于现在的科学技术，时刻在进步着，不停地有新的电子产品创新而出，这也加深了物竞天择的观念，旧的产品会被新的产品无情地替换，这就是现在社会的生存规律，人是如此，科技产品更是如此。所以在电子时钟上，人们不能安逸于最简单的功能，要在功能上做出一定的巩固，并提高功能的效用。为了实现这个思想，很多的电子时钟都已经进行改变，它们大多数开始有了闰年补偿、进行温度的检测、电子系统的万年历等功能，并把电子时钟提高到了秒表概念。
本次所研究的是基于单片机的电子时钟，说起单片机，对于和自己一样的这些工业自动化专业的学生早已不再陌生，从大一开始就已经开始接触单片机，在这之前对于单片机的概念直接是未知的单词，在生活中见到的电子时钟，本以为就是简单的可以显示时间、记时、定时的时钟呢，想来自己之前真的是个平庸之人。了解单片机后，它真的是又普通，又精致，它虽然在生活中较为常见，并且体积又是很小，但他的内在是真的强大，拓展性很高，最优的地方是它价格成本较一些电子钟集成芯片低些，总而来说它是真的物美价廉。怪不得在我们生活中很多东西会用到单片机。真的觉得人们要重视单片机电子时钟系统的开发，它是无限可能的，它的发展给我们的生活和社会的各行各业都带来了很大的方便，对科技中控制电子得到了很大地推动。
1.2国内外研究的现状及发展趋势
对于单片机多功能电子时钟的研究，国内外的发展已经不是过去的只趋向于简单的时钟功能设计，现在将这种单片机电子时钟已经开始向智能化方向发展。如今在生活中的电子产品也有些与单片机电子时钟相结合，实现共同地发展。根据时间的推移，时代在渐渐进步，因此人们对于精准性的要求也会越来越严格，所以在单片机电子时钟设计上，需要严格要求，一步一步地加强自身的精度。根据百度中对于近年来单片机电子时钟的发展趋势调查报告来看，正多向趋近多种方面发展，比如减低能耗方面、多种规格品种设计方面、减小自身体积方面、增加不太层次的用户的体验方面等。在市场要求中，也要强化它的多样性、创新性，让单片机电子时钟更广泛地在各种领域得到好的开发，可以说，单片机多功能电子时钟的发展前景是一片光明。
1.3 课题研究的主要内容
关于本次我所研究的课题，大体方向围绕单片机来完成，根据软件方法来进行完成一个简单的数字电子时钟的设计，我要研究的主要内容主要包含以下几点：
1.要先考虑所设计的数字电子时钟可以实时时间数码显示和实现时间修改，并且可以定时报警，这是首要确保可以完成的。
2.要合理选择相匹配的单片机和其他所需器件，完成一个系统的总体构成。
3.在设计到硬件时，重点研究好电路问题，以单片机的时钟电路进行展开，之后确保其他器件与单片机进行接口完成电路连接，过程将它优化于简洁明了，使得易于操作。
4.在设计到软件过程时，进行完善设计思路，合理安排好流程图，采用c语言程序加以编译、调试等，再以KEIL程序加以扶持。
所以，本次课题追随着单片机多功能电子时钟的未来前景，重点研究单片机在本次研究的主体，在单片机的基础上，进行调试，设计好一个基于单片机的多功能数字时钟，优化于如今好多只采用现成的时钟芯片扶持的时钟设计，将单片机的优秀展现出来。其中，进行定时，到时后发生报警响应，是最初达到的功能标准。从最基础来进入开发研究，再发展其他功能，是本次的主旨。
目录
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景及意义 1
1.2国内外研究的现状及发展趋势 2
1.3 课题研究的主要内容 2
第二章 系统的总体设计 3
2.1系统整体方案设计思路 3
2.2设计实现的功能 3
2.3单片机的选择 3
2.3.1单片机的概念 3
2.3.2单片机的发展进程与趋势 5
2.3.3单片机AT89S51 6
第三章 系统的硬件设计 8
3.1 系统硬件的设计思路 8
3.2系统的框架设计 8
3.3系统硬件的模块设计 9
3.3.1单片机的最小系统电路 9
3.3.2复位电路 11
3.3.3晶振电路 12
3.3.4时钟模块 13
3.3.5 LCD显示模块 14
3.3.6按键模块 15
3.3.7报警模块 16
第四章 系统的软件设计 17
4.1主程序的流程设计 17
4.2系统主要模块流程图设计 18
4.2.1时间与闹钟流程图 18
4.2.2 LCD1602液晶显示器流程图 19
第五章 系统的调试与仿真 20
5.1 KEIL μVision2软件平台 20
5.2Protues仿真 21
第六章 总结 22
致谢 24
参考文献 25
参考文献
［1］李建忠，杨琳霞，胡建，康苏明等.单片机原理及应用（第三版）.西安：西安电子科技大学，2013.12
［2］单正娅，苪长颖.单片机应用技术（C语言版）.西安：西安电子科技大学，2014.12
［3］冯伯群.检测与传感技术（第二版）.北京：人民邮电出版社，2013.10
［4］周黎，钱瑛，周阳花.程序设计基础-Visual Basic教程（第二版）. 北京：人民邮电出版社，2011.9
［5］郭琼.先进制造技术.北京：机械工业出版社，2017.10
［6］张晓娟.工厂电气控制设备（第二版）.北京：电子工业出版社，2010.6
［7］郑阿奇，梁敬东.C#程序设计教程（第三版）.北京：机械工业出版社，2015.6
［8］苏小红，王宇颖，孙志岗等.C语言程序设计 （第三版）.北京：高等教育出版社，2015.7
［9］孙晓艳.电子电路工程训练与设计仿真.北京：北京大学出版社，2014.3
［10周波，胡修玉.可编程控制器原理与应用.北京：国防工业出版社，2008.2
［11］王成福.可编程序控制器及其应用（第二版）.北京：机械工业出版社，2017.4
［12］李建兴.可编程序控制器应用技术（第二版）.北京：机械工业出版社，2016.10
