AT89C2051单片机智能电子钟功能详解与设置

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DOC格式 | 200KB | 更新于2024-06-24 | 144 浏览量 | 0 下载量 举报
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本文档详细介绍了基于单片机AT89C2051设计的一款智能电子钟。该电子钟具备多项实用功能,旨在提供精准且用户友好的计时体验。以下是关键知识点的详细解读: 1. 硬件平台 - 使用了AT89C2051作为核心处理器,这是一种8位单片机,它在当时的嵌入式系统设计中十分常见,具有足够的处理能力和内存资源来实现复杂的时钟功能。 2. 主要功能: - 全日历计时:电子钟不仅显示精确的时间,还能记录日期和星期,包括月份、星期和年份,支持大、小月和润年。 - 12/24小时模式:用户可以根据需求选择12小时制或24小时制的显示模式。 - 8路定时输出:允许设置8个独立的定时任务,每个定时任务可以开关控制,通过蜂鸣器输出。 - 高精度计时:误差控制在15秒内加上1微秒,确保时间准确度。 3. 操作流程与设置: - 上电校时:上电后电子钟显示1:00,通过按键K1和K2可以查询并设置8路定时时间,以及切换定时输出的开/关状态。同时,可以进入不同的显示模式,如12小时/日月交替显示等。 - 校时调整:长按K2键进入校时模式,分别调整分钟、小时、日期、月份和年份,还有微调系数用于纠正晶振偏差,确保时间准确。 - 定时设置:长按K1键进入定时设置,调整8路定时任务的时、分,同样有退出功能。 4. 程序结构: - 文档中提到的代码片段展示了部分程序逻辑,例如定时器的初始化、延时函数的定义以及按键事件的处理。通过这些代码,我们可以看到智能电子钟如何利用中断机制和定时器来实现时间的更新和用户交互。 5. 开发时间:文档的最后注明了最后一次程序修改的时间为2001年5月24日,这表明这是一个有一定历史的项目,可能反映了当时的编程技术和设计思路。 这篇文章深入剖析了一个基于单片机的智能电子钟的设计原理和操作方法,展示了嵌入式系统开发中时间管理模块的关键组成部分和技术实现。通过阅读和理解这些内容,开发者可以学习到如何设计和构建一个具有高级功能的电子时钟产品。

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基于单片机的智能电子钟设计 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第1页。基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第1页。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第1页。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第1页。 基于单片机的智能电子钟系统设计 摘要 随着电子技术的快速发展,智能电子钟已经越来越受欢迎。我们通过以MSC-51单片机为核心控制芯片,结合DS12887时钟芯片、DS18B20温度传感器,利用74LS138译码器及7段数码管进行动态显示时间和温度,在调时模块中利用按键进行控制调时调分(先调时再调分)、在设置闹钟模块中利用按键进行设置闹钟,当时间到点利用蜂鸣器发声,同时可通过按键取消响声,根据数码管显示的时间,利用两个LED灯指示上下午,同时利用两个LED灯每隔半秒闪烁进行半秒提示。 关键词 MSC-51 DS12887 DS18B20 74LS138 前言 智能电子时钟是采用数字电路实现对时,分,秒及温度数字显示的装置,广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可或缺的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,智能时钟的精度远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。例如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电器的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。 此,研究智能时钟及扩大其应用,有着非常现实的意义 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第2页。基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第2页。电子时钟的设计方法有多种,可用中小规模集成电路组成电子钟,也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟,还可以利用对单片机编程来实现电子钟。其中,利用单片机实现的电子时钟具有硬件结构简单、编程灵活、便于功能扩展等特点。由单片机作为数字钟的核心控制器,可以通过它的时钟信号实现计时功能,将其时间数据经单片机输出,利用显示器显示出来。通过键盘可以进行定时、校时功能。输出设备显示器可以用液晶显示技术或者数码管显示技术。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第2页。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第2页。 1.系统总体设计思路 本次设计完成电子时钟时、分、秒的显示及环境温度测量等功能的基础上完成定时闹钟的功能,并利用LED灯指示上下午和半秒指示,硬件电路包括单片机最小系统电路、DS12887实时时钟芯片电路模块、74LS138和七段数码管显示模块、按键模块、DS18B20温度传感器模块、蜂鸣器报警电路模块,并利用keil2软件和proteus软件进行仿真。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第3页。基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第3页。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第3页。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第3页。 图1系统基本结构框图 单片机控制模块 本项目是基于MSC-51单片机为核心的智能电子钟系统的设计,通过MSC-51单片机控制各个模块,P0口一部分用来接独立式按键,当按键按下时系统产生中断,从而调用中断子程序控制实现各个功能,P0的一部分用来接74LS138译码器,用于控制点亮哪一位数码管,P3口用于接数码管的段码端,从而实现动态显示,P2口接了时钟芯片DS12887芯片作为定时作用,同时用P1口一部分接温度传感器DS18B20芯片作为温度测量,用P1口一部分接蜂鸣器,当闹钟到时发出声响。在MSC-51单片机外部还需加上晶振电路,复位电路和电源等一些基本电路。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第4页。基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第4页。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第4页。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第4页。 图2 单片机组成结构及引脚图 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第5页。基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第5页。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第5页。 基于单片机的智能电子钟设计全文共25页,当前为第5页。 图3 MSC—51单片机接线图 定时模块 3.1实时时钟芯片DS12887 3.1.1 DS12887芯片的功能 内含一个锂电池,断电可以运行十年,并且不会丢失数据,时间功能正常运行。 可计时至2100年前的秒、分、时、星期、日、月、年等日历信息并带有闰年补偿功能。 可通过编程选择BCD码或者二进制数表示日历和定时闹钟。 可通过编程选择12小时或24小时制,12小时时钟模
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绪论 单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视和关注, 应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低 廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点,在我国,单片机已广泛 地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体 化设备等各个方面,而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程 计通过对它的学习、应用,以AT80C51芯片为核心,辅以必要的电路,设计了一个简易的 电子时钟,它由5V直流电源供电,通过数码管能够准确显示时间,调整时间,从而到达 学习、设计、开发软、硬件的能力。 1876年,英国外科医生索加取得一项定时装置的专利,用来控制煤气街灯的开关。它 利用机械钟带动开关来控制煤气阀们。起初每周上一次发条,1918年使用电钟计时后, 就不用上发条了。 数字频率计是数字电路中的一个典型应用,实际的硬件设计用到的器件较多,而且会 产生比较大的延时,造成测量误差、可靠性差。传统的数字频率计一般是由分离元件搭 接而成,随着单片机的大规模的应用,单片机在频率测量方面也越来越多的被使用。在 本课题中使用的AT89C51 这种低功耗,高性能CMOS 8位单片机系列的单片机的出现,具有更好的稳定性,更快和更准确的运算精度,推动了 工业生产,影响着人们的工作和学习。而本次设计就是要通过以AT89C51单片机为控制核 心,实现对信号频率进行准确计数的设计。 中国使用单片机的历史只有短短的30年,在初始的短短五年时间里 发展极为迅速。1986 年在上海召开了全国首届单片机开 发与应用交流会,很多地区还成立了单片微型计算机应用协会,那是全国形成的第一次 高潮。单片机,亦称单片微电脑 或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器 (ROM)、输入/输出端口 (I/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。具有功能强 、体积小、价格低、稳定可靠、研制周期短等优点,具有广阔的应用前景。正因为如此 他才改变了我的生活。 第1章 单片机概述 1.1单片机的组成及特点 1.1.1单片机的组成. 图1- 1为单片机的典型组成框图。由图可见,单片机的核心部分是中央处理器CPU,它是单片 机的大脑,由它统一指挥和协调各部分的工作。时钟电路用于给单片机提供工作时所需 要的时钟信号。程序存储器和数据存储器分别用于存放单片机工作的用户软件和临时数 据。中断系统用于处理系统工作时出现的突发事件。定时/计数器用于对时间定时或对 外部事件计数。它通过内部总线把计算机的各主要部件连接为一体,其内部总线包括地 址总线、数据总线和控制总线。其中,地址总线的作用是为数据交换时提供地址,CPU通 过它们将地址输出到存储器或I/O接口;数据总线用于在CPU与存储器或I/O接口之间, 或I/O接口与外设之间交换数据;控制总线包括CPU发出的控制信号线和外部送入CPU的 应答信号线等。输入输出接口(I/O接口)是计算机与输入输出设备之间的接口。输入 输出设备(I/O设备)是计算机与人或其他设备交换信息的装置,如显示器、键盘和打 印机等。 图1-1.单片机结构框图 1.1.2 单片机的特点 正是单片机的这种结构形式及它所才去的半导体工艺,使其具有很多显著的优点和特 点,因而能在各个领域得到广泛的应用。 单片机主要特点如下: 1. 控制功能强。为了满足工业控制的要求,一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移 指令,I/O口的逻辑操作以及位处理功能。 2. 集成度高,体积小,有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上, 内部采用总线结构,减少了芯片内部之间的连线,大大提高了单片机的可靠性与抗 干扰能力。另外,其体积小,对于强磁场环境易于采用屏蔽措施,适合在恶劣环境 下工作。 3. 有优异的性能价格比。 4. 低功耗,低电压,便于生产便携式产品。 5. 增加了I C(Inter-Integrated Circuit)串行总线方式,SPI(Serial Peripheral Interface)串行接口等,进一步减小了体积,简化了结构。 6. 单片机的系统扩展,系统配置较典型,规范,容易构成各种规模的应用系统。 1.2 C51单片机结构及特点 1.2.1 C51单片机的结构 1. MCS-51单片机内部的总体硬件结构 8051单片机的内部基本结构,如图1-2所示。 图1-2.C51单片机的内部基本结构 2. MCS-51单片机的引脚 8051单片机是HMOS工艺制造,外形为40条引脚,如图1- 3所示。因为受芯片引脚数量的限制,有很多引脚具有双功能。 1、主电源引脚 VCC:芯片工作电源端,接+5V。 Vss:电源接地端。
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