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摘 要

本设计介绍了一个基于AT89C51单片机的数字钟的系统，这个数字钟不仅能显示时间、日期、星期，还能显示温度。系统由AT89C51单片机、时钟芯片、液晶显示、温度传感器、按键和蜂鸣器等部件组成。AT89C51通过访问关于时间日期的寄存器以实现时钟功能，温度传感器采集周围温度传送给AT89C51，最终在液晶显示屏上显示出来。此数字钟显示通俗易懂、物美价廉，符合人民日常所需。

关键词：单片机，闹钟，显示

Abstract:This design introduces the design of a digital clock based on AT89C51 single-chip microcomputer,which not only shows the time,date and week,but also displays the temperature.The system consists of AT89C51 single chip microcoputer,clock chip,liquid crystal display,tempersture sensor,key and buzzer and so on.AT89C51,the clock function is realized by visiting the register of time and date,and the temperature sensor collects the surrounding temperature and sends it to AT89C51,which is finally diaplayed on the LCD screen.The digital clock shows that it is easy to understand,inexpensive,and meets people’s daily needs.

Keywords:single chip computer,alarm clock,display

目 录

1 绪论 5

1.1选题背景 5

1.2 选题的意义 5

2 系统总体设计方案 6

2.1 硬件电路框图 6

2.2 元器件清单 6

3 硬件设计 7

3.1 单片机以及系统的结构设计 7

3.2 时间模块的设计 8

3.3 蜂鸣器的介绍 9

3.4 按键的设计 10

3.5 显示器的简介 10

3.6 温度芯片DS18B20的设计 12

4 软件设计 12

4.1 keil软件 12

4.2 Proteus软件 13

4.3软件实现流程 14

结论 15

参考文献 16

致谢 17

附录：源程序 18

1 绪论

1.1选题背景

以前的人们日出而作，日落而息，通过太阳判断时间，不太准确，然而数字钟出现了以后就给大家生活带来了便利，不仅时间精确，而且还具备许多其他功能。现在，单片机技术应用广泛，基本每家每户都有它的存在。电子闹钟的出现给人们的生活带来了极大的方便，很多人一觉容易睡到忘记时间，有了闹钟后就最大限度地解决了人们的这个烦恼。单片机有许多优点，比如说体积较小、功能齐全、性价比高等，在家用电器、实验器材、机器人、电子宠物、通信设备、等许多领域展现出无法比拟的优势。

基于单片机的闹钟的设计不仅能显示当前的时间还能显示年月日包括温度，这个设计是先通过时钟芯片得到具体时间，再通过1602液晶显示屏显示出来。带有具体日期的电子钟非常受大家的喜爱，可以在办公室、家里、会议室、商场、学校等许多场合使用^[1]。

1.2 选题的意义

闹钟在我们的生活中运用非常广泛，它不但能让我们知道时间，还能提醒我们预定的时间到了，还能运用在其他一些基于时钟控制的产品。在生活中，电子钟的运用越来越广泛，随之而来的就是，人们对它的要求越来越高。人们已经不能满足闹钟只能用来看时间，定闹钟，还要能显示具体的年月日以及当前的温度^[2]。根据这个方向，本设计就完善了闹钟的功能。

2 系统总体设计方案

2.1 硬件电路框图

制作基于单片机的闹钟就许多种方法，在能够满足系统功能的情况下，本设计选择了结构简单、操作方便、性能稳定、成本低廉的方案。本设计是通过电源模块、显示模块、时钟模块、闹钟模块和按键模块组成了多功能数字钟。本设计通过时钟芯片DS1302来读写时间，因为时钟芯片内部有电源模块，这样在断电的时候不会丢失时钟数据。此设计通过DS18B20温度感应芯片传送给单片机从而获取到的温度数据，然后通过LCD1602显示出时间日期和温度。本设计设计了4个按键，有两个按键是用来进行加操作和减操作的，还有两个是选择键和设置键^[3]。电路框图由下图2-1所示。

时钟模块

显示模块

图2-1 硬件电路框图

2.2 元器件清单

本设计所需的元器件如表2-1所示：

表2-1 元器件清单

3 硬件设计

3.1 单片机以及系统的结构设计

单片机的全称是单片微型计算机，单片微型计算机就是将一个设计所需要用到的多功能器件集成在一块芯片上以实现整个设计的功能。单片机具有可靠性高、控制功能强、电压低、功耗低、便于扩展、易于嵌入等多方面的优点。

单片机的不断发展是为了满足一直在增长的各个接口的要求，以此来适应各种自动检测和控制要求。现在的单片机多采用多核，使数据总线的宽度和时钟频率增加，运算能力提高；大部分单片机都支持在线编程，使编程及仿真技术简单化。除此之外，制造工艺、接口性能、可靠性也不断提高，使单片机运用到生活中的方方面面。单片机可以运用在军事航空、医疗器械、汽车电子设备、计算机外围设备、消费类电子产品、工业检测与控制、数据采集系统等。图3-1是AT89C51单片机管脚图。

AT89C51单片机有以下几个特点：

1. 电压：4V-4.5V。
2. 全静态工作频率范围：0-24MHz。
3. 通用I/O口：32个。
4. 外部中断：可以管理4路外部中断。
5. 定时器：使用两个16位定时器与计数器。
6. 串行口与程序下载：片内集成通用异步串行口，利用定时器软件实现多个UART；可以支持ISP/IAP下载，不需要用仿真器和编程，直接通过串行接口下载程序，很快能完成下载。

图3-1 AT89C51单片机管脚图

3.2 时间模块的设计

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