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摘要：近年來，隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，人們對數(shù)字時鐘的要求越來越高，本文針對人們的這一需求，設計了一種有單片機控制的智能化數(shù)字時鐘，功能強大，界面友好，更好的滿足了人們對它的智能化要求。
0 引言
現(xiàn)在是一個知識爆炸的新時代。新產(chǎn)品、新技術層出不窮，電子技術的發(fā)展更是日新月異。可以毫不夸張的說，電子技術的應用無處不在，電子技術正在不斷地改變我們的生活，改變著我們的世界。在這快速發(fā)展的年代，時間對人們來說是越來越寶貴，在快節(jié)奏的生活時，人們往往忘記了時間，一旦遇到重要的事情而忘記了時間，這將會帶來很大的損失。因此我們需要一個定時系統(tǒng)來提醒這些忙碌的人。數(shù)字化的鐘表給人們帶來了極大的方便。
近些年，隨著科技的發(fā)展和社會的進步，人們對數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求。多功能數(shù)字鐘不管在性能還是在樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，有電子鬧鐘、數(shù)字鬧鐘等等。單片機在多功能數(shù)字鐘中的應用已是非常普遍的，人們對數(shù)字鐘的功能及工作順序都非常熟悉。但是卻很少知道它的內(nèi)部結(jié)構以及工作原理。由單片機作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號進行計時實現(xiàn)計時功能，將其時間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進行定時、校時功能。輸出設備顯示器可以用液晶顯示技術和數(shù)碼管顯示技術。
1 系統(tǒng)方案的確定
單片機芯片作為控制系統(tǒng)的核心部件，它除了具備微機CPU的數(shù)值計算功能外，還具有靈活強大的控制功能，以便實時檢測系統(tǒng)的輸入量、控制系統(tǒng)的輸出量，實現(xiàn)自動控制。在本次設計中采用單片機技術來實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能。方案的設計可以從以下幾個方面來確定。微處理器的選擇，AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品種，除了完全兼容8051外，還多了ISP編程和看門狗功能。但是AT89S52的存儲器容量比AT89S51的大。在本次設計中采用AT89S52單片機；顯示電路的設計，隨著科技的發(fā)展，液晶顯示的使用越來越方便，已被普遍的使用。由于液晶顯示與驅(qū)動都集成在一個芯片上，因此使用起來很方便。在這里采用液晶顯示；校時和定時電路的設計；實時控制電路是時鐘電路的一個重要組成部分，采用的是一個時鐘芯片，單片機從中讀取數(shù)據(jù)送到顯示器上顯示，從而實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能；還有一些其他控制電路如復位電路、時鐘電路等。通過這些控制電路的連接構成了完整的電路，系統(tǒng)的方框圖如圖1所示。
2 硬件電路的設計
硬件電路是一個系統(tǒng)的重要部分，在本次設計中主要是以AT89S52為核心控制器，外加一些控制電路來實現(xiàn)數(shù)字鐘的基本功能。下面分別介紹各個控制電路的功能及其工作原理。
2.1 AT89S52的介紹
單片機是微機的一個分支，在原理和結(jié)構上，單片機與微型機之間不但沒有根本性的差別，而且微型機的許多技術與特點都被單片機繼承下來了。
AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。它具有串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。
2.2 時鐘電路的設計
AT89S52單片機有一個用于構成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構成自激振蕩器。從外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2可以不接，而從XTAL1接入，由于外部時鐘信號經(jīng)過二分頻觸發(fā)后作為外部時鐘電路輸入的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有其它要求，最長低電平持續(xù)時間和最少高電平持續(xù)時間等還是要符合要求的。反相放大器的輸入端為XTALl，輸出端為XTAL2，兩端連接石英晶體及兩個電容形成穩(wěn)定的自激振蕩器。電容通常取30PF左右。振蕩頻率范圍是1.2～12MHz。如圖2-2（a）所示。
晶體振蕩器的振蕩信號從XTAL2端輸出到片內(nèi)的時鐘發(fā)生器上。時鐘發(fā)生器為二分頻器。向CPU提供兩相時鐘信號P1和P2。每個時鐘周期有兩個節(jié)拍（相）P1和P2，CPU就以兩相時鐘P1和P2為基本節(jié)拍指揮AT89S52單片機各部件協(xié)調(diào)工作。圖2-2（b）給出片內(nèi)時鐘發(fā)生器原理。在本次設計中取石英晶體的振蕩頻率為12MHz。
2.3 復位電路的設計
單片機復位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復位后PC＝0000H，使單片機從第一個單元取指令。無論是在單片機剛接通電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位，所以我們必須弄清楚MGS-51型單片機復位的條件、復體電路和復位后狀態(tài)。該電路除具有上電復位功能外,對系統(tǒng)的可控性是很有幫助的。
2.4 實時控制電路的設計
在本次設計中采用DS1302為實時控制芯片，并接備用電源以使在外接電源斷電時其控制電路仍在計時。
2.5 LCD顯示模塊
在實
