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单片机控制的 LCD 时钟设计

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单片机控制的 LCD 时钟

摘要：本设计用 89C51 单片机控制的时钟，有 LCD 显示器上显示当前的时间。

设计要求如下：

（1）、使用文字型 LCD 显示器显示当前时间。

（2）、显示格式为“时时：分分：秒秒”。

（3）、用 4 个按键用来设置当前时间。操作键 K1～K4 功能如下：

a、K1:进入设置现在的时间

b、K2:设置小时

c、K3:设置分钟

d、K4:确认完成设置

（4）、程序执行后工作指示灯 LED 闪动，表示程序开始执行，LCD 显示“00：00：00”，然后开始

计时。

扩展功能：

（1）、增加闹钟功能，时间到则产生音乐声

（2）、增加闹钟功能，时间到则启动继电器控制家电。

（3）、增加万年历显示“年月日”

（4）、结合温度传感器显示当前的温度

（5）、结合湿度传感器显示当前的湿度。

关键词：电子线路、单片机

1、引言

近年来随着以计算机为轴心的各种各样信息处理装置的诞生，为适应这种新形势，信息家电，

网络终端等用途的 LCD 市场也将迅速扩大，而且如今 LCD 发展方向不仅在于大屏幕，而且在中小屏

幕方面，例如汽车导航系统，摄像机，数字式照相机，便携式电视等有着进一步的发展。LCD 作为

一种新的材料，LCD 的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高，生产也得到了迅速的发展，

并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。

然而随着人们生活节奏的加快，时间对人们的重要性也越来越重要，因此，拥有一个不错的时

钟对人们的生活将带来很大的方便。但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的

精度要求越来越高，应用越来越广，这就要求人们不断设计出新型时钟。

单片机控制的 LCD 时钟设计

2

2、总设计方案

本设计采用 STC89C51RC 单片机作为本系统的控制模块。单片机可把由 DS1302、DS18B20、

LCD1602 中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度和日历的显示。以

LCD 液晶显示器为显示模块，把单片机传来的数据显示出来，并且显示多样化。在显示电路中，主

要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。下面对各模块的设计逐一进行论证比较。

2.1 显示部分

方案一：采用 LCD 显示。LCD 液晶显示具有丰富多样性、灵活性、电路简单、易于控制而且功

耗小等优点，对于信息量多的系统，是比较适合的。

方案二：采用 LED 显示，分静态显示和动态显示。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很

多，引线多而复杂，且可靠性也较低。对于动态显示方式，虽可以避免静态显示的问题，但是如果

设计上处理不当，易造成亮度低，有闪烁等问题。

鉴于上述原因，本设计采用方案一。

2.2 数字时钟

方案一：方案采用 Dallas 公司的专用时钟芯片 DS1302。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其

芯片精度不大于 10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使

得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内

部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，可使系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即

使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。

方案二：方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时

钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现 1 秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应

的秒值加 1；若秒值达到 60，则将其清零，并将相应的分字节值加 1；若分值达到 60，则清零分字

节，并将时字节值加 1；若时值达到 24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当

单片机不上电，程序将不执行。而且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精

度不高。

基于时钟芯片的上述优点，本设计采用方案一完成数字时钟的功能。

2.3 温度采集

方案一：采用温度传感器 DS18B20。DS18B20 可以满足从-55 摄氏度到+125 摄氏度测量范围，

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