单片机课程设计 智能电子钟设计
2.3、方案讨论
方案一:采用实时时钟芯片
实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点计时功能，计
时数据的更新每秒自动进行一次，不需程序干预。计算机可通过中断或查询方
式读取计时数据进行显示，因此计时功能的实现无需占用 CPU 的时间，程序简
单。此外，实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功
能；具有可编程方波输出功能，可用做实时测控系统的采样信号等；有的实时
时钟芯片内部还带有非易失性 RAM，可用来存放需长期保存但有时也需变更的
数据，由于功能完善，精度高，软件程序设计相对简单，且计时不占用 CPU 时
间，因此，在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。
方案二：软件控制
利用单片机内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现时、分、
秒的计时及秒表计时。该方案节省硬件成本，且能使设计者对单片机的指令系
统能有更深入的了解，从而掌握单片机应用技术 MCS-51 汇编语言程序设计方
法，因此，本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时。而由于 Atmel 公司
的 AT89C51 是一种自带 4KB Flash 存储器的低电压、高性能的 CMOS 8 位
微处理器。该器件采用 Atmel 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标
准的 MCS-51 指令集和输出引脚相兼容。AT89C51 将多功能 8 位 CPU 和闪
存集成在单个芯片中，是一种高效的微控制器，使用也更方便，寿命更长，
可以反复擦除 1000 次。形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能价格比的
微控制器。它的功能强大，而且也比较容易购买，故本设计中所选的单片机为
AT89C51 单片机。
2.4、明晰任务
采用 AT89C51 单片机作为系统的控制核心。时钟数据通过市场上流行的
时钟芯片 DS1302 来获取。DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯
片，内含一个实时时钟/日历和 31 字节静态 RAM，可以通过串行接口与计算机
进行通信，使得管脚数量减少。实时时钟/日历电路能够计算 2100 年之前的秒
、分、时、日、星期、月、年的，具有闰年自动判断调整的能力。定时电路能
够实现自定任意时刻自动开/关屏，采用 LCD LM016L 显示年、月、周、天、
时、分、秒。通过按键开关实现微调，确保计时精度：误差≤1 秒/月。
DS1302 时钟芯片的主要功能特性：
(1) 能计算 2100 年之前的年、月、日、星期、时、分、秒的信息；每月的天
数和闰年的天数可自动调整；时钟可设置为 24 或 12 小时格式。
(2) 31B 的 8 位暂存数据存储 RAM。
(3) 串行 I/O 口方式使得引脚数量最少。
(4) DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需 3 根
线。
(5) 宽范围工作电压 2.0-5.5V。
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