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基于MCS-51单片机的电子时钟设计

摘要

单片机,是集CPU,RAM,ROM,计数和多种接口于一体的微控制器。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。它体积小、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，广泛应用于智能生产

和工业自动化上。

本课题通过MCS-51单片机来设计电子时钟，采用汇编语言进行编程，可以实现以下一些功

能：小时，分，秒和年，月，日的显示、定时报警功能。本次设计的电子时钟系统由时钟电

路，LCD显示电路，定时报警电路，按键调整电路四部分组成。51单片机通过软件编程，

在LCD1602液晶屏上实现小时，分，秒和年，月，日的显示；利用时钟芯片DS1302来实

现计时，定时功能；通过两个按键开关，一个用于时钟的调节，一个用于闹钟的调节，来实

现参数设置和调节功能；到达设置的闹钟时间时，由蜂鸣器发声，起报警作用。本次设计的

电子时钟，经过对比测试，发现实际计时的走时精度较高，可满足多种场合的应用需求。

本文详细介绍了AT89C51单片机的基本原理，分析了AT89C51各个管脚的功能及它在设计

电路中的作用。本文论述了LCD1602液晶屏和时钟芯片DS1302的工作原理及其软件设计

过程。

关键词：单片机；电子时钟；时钟芯片

1.文字综述

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，单片机的使用领域已十分广泛，已经

远远超出了计算机科学的领域，小到玩具，信用卡，大到航天器，机器人，从实现数据采集，

过程控制，模糊控制等智能控制到人类的日常生活，可以说，在人们的生活生产中都离不开

单片机，又如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器，电子万年历，到计时

器，定时器，计数器，频率计，电子秤，电子血压表等。各种产品一旦用上了单片机，就能

起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，“电脑型”，如智能

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型洗衣机，电脑温控冰箱等。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。单片机的应用具有范围

[2]

广的特点，对各个行业的技术改造和产品智能化的更新换代起着重要的推动作用。

（1）单片机在智能仪表中的应用

单片机广泛地应用于各种仪表仪器，使仪表仪器智能化，提高它们的测量速度精度，加强控

制功能。

（2）单片机在机电一体化中的应用

单片机的出现促进了机电一体化，它作为机电产品的控制器，充分地发挥了体积小，可靠性

高，功能强，现场安装灵活方便等优点，大大强化了机器的功能，提高了机器的精度，自动

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化和智能化的水平。

（3）单片机在实时控制中的应用

对于过程控制中的各种物理参数：如转速。位移，流量，压力，温度，湿度，化学成分的测

量和控制。将测量技术，自动控制技术和计算机技术相结合，充分发挥数据处理和实时控制

功能，使系统工作在最佳状态。

（4）单片机在分布式多机系统中的应用

单片机在这种多机系统中，往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进

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行实时的测量和控制。

0.2研究思路

电子时钟的理论基础主要涉及了51单片机应用中的数据转换显示，数码管显示原理。另外，

也涉及到了单片机的动态扫描显示原理等一些内容。单片机体积小、重量轻、可靠性高、灵

活性好、开发较为容易。它功能强大，提供了相当多的相关功能模块，所以使用非常方便，

用51单片机来设计电子时钟是完全可行的。基于MCS-51的电子时钟设计，首先要有明确

的设计目的和设计方案，要设计出硬件总体框架图，经过资料的查找，得到系统框架如图

0.2.1所示。

0.3研究的意义

通过MCS-51电子时钟的设计，可以对51单片机有了更加深刻的认识，对其各个引脚功能

掌握的更为透彻。也再次认识到单片机的应用具有使用范围广的特点，对各个行业的技术改

造和产品智能化的更新换代起着重要的推动作用。由于设计