基于单片机的电子时钟设计【文献综述】.pdf

毕业设计开题报告

电子信息工程

基于单片机的电子时钟设计

摘要

本文的内容主要介绍了以MCS-51单片机为核心的数字钟的硬件结构以及软件的

设计，其中应用了DS12887时钟芯片、1602液晶显示器（LCD）以及蜂鸣器等器件，

一起实现了数字时钟定时、准点闹铃和调时等功能。该设计的电路部分主要由时钟模

块、液晶显示、键盘调时和蜂鸣器报时三个模块组成。文章通过对数字钟和单片机的

发展背景、现状和发展前景以及应用的介绍，确定了该课题研究的方向。在最后的总

结中，概括了单片机系统的性能、特点以及发展方向。

一、前言

设计的目的：

在设计的过程中，我们可以理解单片机最小系统的概念，知道怎么才能让单片机

系统运行起来，使我们对单片机的理解不仅仅局限于理论上；通过键盘和显示模块的

设计，我们可以了解单片机控制的基本理念，并了解单片机和外围IC的接口模型；而

通过对单片机最重要两个功能（中断、定时）的使用，可以使我们熟悉单片机的基本

结构与工作原理；在最终的制作过程中，我们还可以熟悉硬件制作的流程和实现软件

功能的过程，以提高动手能力，让理论和实践相结合。

设计的内容：

利用单片机最小系统，设计一个电子时钟，要求包括以下内容：

（1）显示时间、日期、三组闹铃。

（2）4个按键实现显示状态切换，时间、日期、闹铃的设置。

1

（3）闹铃时间到蜂鸣器以1HZ的频率响三次。

（4）单片机停电重启后定时设计不变、时间准确。

设计的意义：

电子时钟是一种采用数字电路实现显示时、分、秒数字的计时装置，是人们日常

生活中不可缺少的物品，在个人，家庭以及办公室等公共场所中被广泛应用，给人们

的生活，学习，工作以及娱乐带来了许多便利条件。而由于数字集成电路和石英晶体

振荡器等相关技术的不断发展，电子时钟的性能相对于老式钟表有了更大的提高，变

得更加准确、稳定，携带也变得越来越方便，并且还大大的扩展了原来所以的报时功

能。在许多方面，例如定时自动报警、时间程序自动控制、按时自动打铃、定时广播、

自动起闭路灯、甚至各种定时电气的自动启用等，都是在钟表数字化的基础上制成的。

因此，研究电子时钟还有发展它的更深的应用，有非常重要的意义。

相关概念：

●单片机最小系统：

单片机最小系统，是指由最少的元件组成的可以使单片机工作的系统，也叫做单

片机最小应用系统。89C52内部有4KB的闪烁存储器，芯片本身就是一个最小系统。

在能够满足系统的性能要求的情况时，可优先考虑采用这种方案。这种芯片构成的单

片机最小系统具有简单、可靠的特点。用89C52单片机构成最小系统时，只要在单片

机上接时钟电路和复位电路就可以了。不过该最小系统只能用于一些小型的数字量的

测控单元。

●蜂鸣器：

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，使用直流电压供电，广泛地在计算机、

打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备等电子产品中作为发声器件使用。

蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型：

1．压电式蜂鸣器：主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外

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壳等器件组成，有的外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或者集成电路

构成，当接通电源后（1.5~15V的直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ

的音频信号，阻抗匹配器就会推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片一般使用锆钛酸铅或

者铌镁酸铅压电陶瓷材料，在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与

黄铜片或不锈钢片粘在一起就能制成。

2．电磁式蜂鸣器：主要由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。

接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，而

振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

●中断技术：

当单片机的CPU正在处理某件事情（例如，正在执行主程序）时，单片机外部或

者内部发生的某一时间（如外部设备产生的一个电平的变法，一个脉冲沿的发生或者

内部计数器的计数溢出等）请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时中止当前的工作，

转到中断服务处理程序处理所发生的时间。中断服务处理程序处理完该事件后，再回

到