Keywords:Digital clock;AT89C51 single chip;DS1302; LCD1602目 录
一、引言 1
（一）数字时钟的研究背景 1
（二）数字时钟研究的目的和意义 1
（三）论文的主要内容 1
二、方案的选择 2
（一）主控芯片的比较与选择 2
（二）显示模块的比较与选择 3
（三）时钟芯片的比较与选择 3
（四）电路设计最终方案决定 4
三、系统的硬件设计 4
（一）电路设计框图 4
（二）主控制模块的设计 4
（三）时钟电路的设计 5
（四）显示电路的设计 6
（五）键盘模块的设计 7
（六）复位电路及晶振电路的设计 8
四、系统的软件设计 9
（一）主程序流程框图 9
（二）DS1302实时时间流程图 10
（三）LCD1602流程图 11
仿真图 13
总 结 14
附录一：系统电路图 15
附录二：系统程序 16
参 考 文 献 39
致 谢 40
一、引言
（一）数字时钟的研究背景
在这个科技发展的时代，人们一直生活在快速的节奏生活中，时间对于人们相当的重要，人们对时间也十分看重，俗话说“时间就是金钱”，所以我们应该合理的安排分配我们的时间，利用好每天的24个小时，为自己的生活工作带来利益。随着科技的发展，单片机技术已经运用到各个领域，在这忙碌的生活中，我们可能会忘记好多重要的日子，比如家人的生日，开会的时间，同学们的聚会 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2 
等等，那些简单功能的时钟已经渐渐不能满足我们的需要，因此，我们需要一个能够计时，报时，定时等多功能的数字时钟，它可以提醒我们不要忘记时间，错过重要的事情，为我们的生活带来便利，所以开发多种能数字时钟有很大的意义。
对比与传统的时钟，数字时钟能够更加精准地记录时间，其中DS1302时钟芯片能够自己对时分秒等自动计时，并且还具有校准功能，不需要人为的调整，这些是传统时钟不能比拟的。数字时钟采用的数字电路，采用的石英技术能够使时钟走时精准，并且稳定。所以传统时钟渐渐淡出了人们的视线，迎来了多功能数字时钟的时代，不管在家中、学校、公司、娱乐场所等等，数字时钟已经成为人们记录时间的一项重要工具。
（二）数字时钟研究的目的和意义
传统的时钟只能简单的显示时间，走时不精准、不稳定，因此为了满足人们更多的生活需要，多功能时钟的开发具有重大的意义，它不仅能够显示年月日、时分秒，还能够校准、调整时间日期，并且能够整点报读时间。如今的生活中，时间对于人们相当重要，例如学校、汽车火车站、工厂等地方。特别是工厂，工厂就是大量加工产品的地方，所以我们就需要一样计数工具，这时我们可以在原先时钟的基础上拓展一项新的计数功能。因此我们可以根据人们的需求、环境的改变等因素来研究多种不同功能的数字时钟，所以在以后的生活中，多功能数字时钟能够在很多邻域中帮助到人们，成为人们生活工作不可或缺的一部分。
（三）论文的主要内容
此次设计中，本系统选用了美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机作为主控核心，并在片外结合了DS1302时钟芯片、LCD1602液晶显示器以及按键模块，构成了本系统的硬件系统。为了能够更加方便地描述本课题的设计过程及原理，本文通过原理图和软件流程图的形式对硬件和软件进行详细的描述，在论文的结构上分为四个章节，第一章主要对多功能数字时钟的研究背景、目的及意义坐阐述。第二章主要经过对设计方案的对比，从而选择系统硬件所需的器件，并做介绍。第三章对硬件系统的设计过程做了阐述。第四章通过流程图对软件系统做了描述。
二、方案的选择
（一）主控芯片的比较与选择
方案一:
选择美国ATMEL工资生产的8位单片机AT89C51作为主控核心，根据ATMEL公司公布的资料显示，AT89C51内部集成了一个加密型的4K字节容量大小的Flash以及一个128字节的RAM；在外围模块方面，ATMEI设计人员给AT89C51配置了一个性能优秀的UART（通用串口）模块，两个16位的高精度定时器，两个具有外部中断功能的管脚，这些资源使得AT89C51能够被应用于大多数场合，在本文所设计的系统中更能发挥出色的性能。在过往的大学学习中，有与单片机课程主要教授了C51单片机内容，因此根据这些掌握的知识能够轻松的设计51单片机应用系统。另外由于AT89C51单片机采用串口下载程序，无需配置造价昂贵的仿真器或者JTAG口，只需要一根USB转串口的下载线即可烧写程序，大大降低了系统的开发成本。
方案二:
选择美国德州仪器（TI）公司研发的MSP430系列单片机作为主控核心，这种单片机进入市场的最大优势是其低功 耗性能，该公司曾用一个新鲜柠檬的汁液进行处理来给430单片机供电，以此来展示其低功耗的优势。430单片机采用了 RISC精简指令系统，另外430是一种16位单片机，该系列单片机的高端型号的主频能够达到40M，处理速度相对于经典的8位 单片机来说非常快。430单片机中大多数芯片具有JTAG口，这使得用户能够通过专用的仿真器来设置断点来分析程序的运行现 象，方便查看相关的寄存器值，给程序调试带来了极大的方便，为项目的成功带来了极大的保障，然而这种仿真器的成本相对 昂贵，给学生实验带来诸多不便。在优势方面，430单片机的内部资源相对丰富，大多数型号都集成了AD、DA、硬件IIC、定 时器以及UART等资源，在使用时配置比较方便。然而其缺点也非常明显，由于低功耗的430单片机主要应用在一些手持设备 上，用户主要是一些手持仪器研发公司，因此对于430单片机的开发资料学生不能方便触及到，给学生学习带来诸多不利。
根据上面两段对系统主控核心选择的详细对比，综合了成本、使用熟悉度以及资料丰富度等方面因素，最终选择AT89C51单片机作为主控芯片。
（二）显示模块的比较与选择
方案一：
选择八行八列的发光二极管组成的点阵式数码管显示，点阵式数码管用于显示文字比较适合,用来显示数字显得铺张浪费，它的价格也比较贵,所以不选择。
方案二：
选择单片机中比较传统的显示器：七段数码LED显示器,LED作为比较传统简单的显示器虽然价格上面便宜，经济，且对于我们这种非专业人士做实验设计来说很实惠，但是在现代的市场下还是被许多功能更丰富的仪表、各种电子产品所取代。LCD算是目前显示器单片机市场上的领导者。
方案三：
采用LCD液晶屏进行显示目标信息。LCD作为一种低压、功率消耗低的显示元器件，运行的时候只要在两端附加2-3伏的电压就可以正常工作了，而且工作电流的需求量也是屈指可数的，仅需要几微安，是目前显示屏市场中任意一款显示器都无法比较的，比起市场上那些传统的数码LED显示器界面来说，已经出现了质的飞跃，界面精美，框架美观。同时该中显示屏也广泛的应用于仪表和低功耗应用系统中。它的优点有很多种，部分列举如下：

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