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0 前言………………………………………………………………… 错误！未定义

书签。

1 总体方案设计……………………………………………………… 错误！未定义

书签。

2 硬件电路设计……………………………………………………… 错误！未定义

书签。

3 软件设计…………………………………………………………… 错误！未定义

书签。

4 调试分析及说明…………………………………………………… 错误！未定义

书签。

5 结论………………………………………………………………… 错误！未定义

书签。

参考文献 …………………………………………………………… 错误！未定

义书签。

课设体会 …………………………………………………………… 错误！未定

义书签。

附录 1 电路原理……………………………………………………… 错误！未定义

书签。

附录 2 程序清单…………………………………………………… 错误！未定义书

签。

电子时钟的设计

许山沈阳航空航天大学自动化学院

摘要：传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而

且利用率也比很低，随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法

很难满足设计需求。

单片机是集 CPU、RAM、ROM、定时器 / 计数器和多种接口于一体的微控制器。

它体积小、成本低、功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而 51系列的

单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。，本次设计提出了系统总体

设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，在用 C语言设计了具体软件程

序后，将各个模块完全编译通过过后 , 结果证明了该设计系统的可行性。该设计

给出了以 AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化 LED

显示模块实时显示数字的设计方案，适当地解决了实际生产和日常生活中对计时

高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的应用性。

关键字： AT89C2051,C语言程序，电子钟。

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0 前言

利用 51 单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整和闹铃功能。具体要求

如下：

（1）按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图；

（2）按要求设计部分外围电路，并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正

确可靠的连接，给出电路原理图；

（3）用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试；

（4）利用键盘输入调整秒、分和小时时刻，数码管显示时间；

（5）实现闹钟功能，在设定的时间给出声音提示。

1 总体方案设计

该电子时钟由 89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作

为驱动电路，利用单片机内部定时计数器 0 通过软件扩展产生的一秒定时，达到

时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。闹

钟和时钟的时分秒的调节是由一个按键控制，而另外一个按键控制时钟和闹钟的

时间的调节。

图 1 系统结构框图

该电子时钟由 STC89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路

作为驱动电路，晶振电路的晶振频率为 12MHZ,使用的定时器 / 计数器工作方式 0，

通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时， 60 秒为一分钟， 60 分钟为

一小时， 24 小时为一天，又重 00:00:00 开始计时。没有按键按键按下时，时钟

正常运行，当按下调节时钟按键 K1，就会关闭时钟，当按下闹钟按键 K3时时钟

就会进入设置时间界面，但是时钟不会停止工作，按 K2 键，，就可以对时钟和闹

钟要设置的时间进行调整。

2 硬件电路设计

(1) 时钟电路设计

单片机利用外部 12MHZ晶振构成振荡电路作为时钟源，时钟电路的原理如下

图。

图 2 时钟电路图

(2) 独立按键输入电路

按键处理设置为 : 当有没键按下时，时钟正常运行；当按一次 K1，时钟停

止走动，按 K2 对秒进行调整；当 K1按 2 次时，按 K2 对分进行调整；当 K1 按

下 3 次时，按 K2 对小时进行调整，当按下 4 次 K1 时，校时完毕，时钟按设定

的时间进行正常走时。当按 1 次 K3 进入闹钟设置界面，时钟继续进行走时，按

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K2对秒进行设置；当按 2 次 K3，按 K2对分进行设置；当按 3 次 K3，按 K2 对秒

进行设置；当按下 4 次 K3时，闹钟设置完毕进入时钟显示界面。电路图如下图

图 3 独立按键电路

(3) 单片机系统

AT89C51是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（ FPEROM—Falsh

Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能 CMOS8位微

处理器，俗称单片机。外形及引脚排列如下图

图 4 单片机系统图

(4) ＬＣＤ液晶显示

LCD1602采用标准的 16 脚接口，第 1 脚： VSS为电源地 ; 第 2 脚：VDD接 5V

电源正极；第 3 脚：V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，

接地电源时对比度最高；第 4 脚：RS为寄存器选择，高电平 1 时选择数据寄存

器、低电平 0 时选择指令寄存器；第 5 脚： RW为读写信号线，高电平 (1) 时进行

读操作，低电平 (0) 时进行写操作；第 6 脚：E(或 EN)端为使能 (enable) 端。第 7～

14 脚：D0～D7为 8 位双向数据端；第 15～16 脚：空脚或背灯电源。电路如下图

图 5 LCD 液晶显示图

3 软件设计

本系统的软件系统主要可分为主程序、定时计数中断程序、时间调整程序、

延时程序四大模块。系统的流程图如下图

设计思路：

本系统主要可分为主程序、定时计数中断程序、时间调整程序、延时程序和

LCD液晶驱动程序。定时中断程序是利用单片机内部定时器 0 实现 1 秒的定时，

然后利用软件延时实现分小时，时间调整程序是利用单片机的内部存贮器，把调

整好的时间写到显示时间的存贮单元，然后启动定时器开始计时并显示，延时程

序是利用软件实现延时达到去抖的目的。液晶启动程序是为了把单片机的数据送

到显示器的同时让显示器的第 6 脚使能断的电平实现由 1 到 0 的跳变，使显示器

执行显示的命令。主程序就是利用这些子程序中断程序实现显示、定时、闹钟等

功能。

4 调试分析及说明

(1) 时钟正常运行调试仿真图

图 6 正常运行仿真图

(2) 闹钟调试仿真图

图 7 对闹钟时间进行设置

图 8 设置好的闹钟时间

图 9 闹钟响铃

(3) 时间调整仿真

图 10 对时分秒的调整

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