基于STC单片机的多功能电子钟设计

基于STC单片机的多功能电子钟设计

一、选题简介、意义

随着人们在城市生活中生活节奏的不断加快，电子时钟已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。人们的时间观念日益加强，对于电子时钟的使用率便越来越高。电子钟现已广泛应用于学校、办公场所、娱乐场所等，而传统的时钟在现代人的观念看来，只是具有走时的功能，功能太过单一，因此具有多功能的电子钟就拥有了庞大的需求量，可以满足人们在现代的生活需要。

该款多功能电子钟将采用STC单片机技术来完成设计，STC单片机具有微型化、可靠性高、耗电低、对环境要求不高、灵活性好等优点。以其极高的性价比广泛应用于各种仪器仪表之中，功能强大，用于本次多功能电子钟设计，可以使该多功能时钟功能更加强大，而且因为单片机的集成性，也使电子钟的设计更加方便，外形更加美观。

本次设计的多功能电子钟将采用以单片机为主控中心，各种其他芯片相辅，制作结构简单，功能丰富实用，且造价低廉，一定会在现实生活中，给予人们极大的帮助！

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

（一）主要内容：

本课题是以STC单片机作为核心芯片同时采用数码管显示技术显示时钟走时的

（二）拟解决的主要问题：

1.多功能电子钟的总体结构设计；

2.多功能电子钟的硬件构成及控制板电路扩展设计；

3.多功能电子钟控制系统的软件设计；

4.多功能电子钟的简便操作设计；

5.电子钟的多功能性拓展。

（三）预期目标：

根据项目需求该电子时钟必须实现时间显示、手动校对、24小时制、显示时间的年月日、闹铃、定点报时、掉电后无需重新设置时间和日期的功能等。

（四）研究步骤

本课题的工作步骤分为四个阶段：

第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；

第二阶段：完成系统构架，进行结构设计；

第三阶段：进行硬件设计（电路图）以及软件设计（编程）

第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。

（五）工作方法及措施：

工作方法：本课题主要采用实验法。

措施：基于平时在学校实训所获得的实践经验，在教师指导下，以所学专业生产自动化技术尤其是STC单片机技术为基础，设计开发该款多功能电子钟。

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

摘要 1

Abstract 1

引言 2

1绪论 2

1.1电子钟研究的背景和意义 2

1.2多功能电子钟的功能 4

1.3本文设计的主要内容 4

2 系统设计 5

3 系统硬件设计 6

3.1 硬件的介绍 6

3.1.1单片机的介绍 6

3.1.2两位8段共阳数码管简介 8

3.1.3 LED数码管概述 8

3.2 STC80C51单片机的特点 10

3.3硬件原理图设计 11

4 系统软件设计 14

4.1按键处理流程图 14

4.2按键处理流程图 14

5 系统PROTEUS仿真调试 17

结语 22

参考文献 24

致谢 25

附录A 电路原理图 26

附录B 仿真图 27

附录C 程序清单 28

引言

随着社会的发展，科技的与时俱进，生存在社会中的人们在追求产品实用性的同时，也在追求更加舒适，更加顺手，更加具有人性化，更加节电绿色的新型产品。因为人们的价值观越来越高和高新发展的社会需要，人们对于电子钟的各种性能的提升需求也变得越来越大，因此电子产品就进行了急速的发展。例如街边自动贩卖饮料的贩卖机、简单小巧的家庭、可以对汽车进行远程操控的微型遥控器等等，它们都用到了一个非常关键的核心元器件，那就是单片机。由单片机组成的核心控制系统可以对上述说到的新型种类家用电器进行非常简单的操控，且人机交流页面更加人性化，利于人机交互，且安全高效、绿色环保。性价比非常之高。

操控单片机来最终达成运用数字电路实现对时间的实时显示的多功能数字钟，与老式机械式的钟表相比时间显示更为精确，时间的显示也更为直观，最重要的是它没有机械装置，与此同时它的使用寿命也得到了了加长，在现代社会得到了非常广泛的应用。

1绪论

1.1电子钟研究的背景和意义

在十九世纪末至二十世纪初电子技术开始了蓬勃的发展，成为了一种热门新兴的技术，应用非常广泛，是我们近代科学技术发展史上的一个重要阶梯。在这门技术的不断发展、推动下，现代的电子产品正在以无与伦比的更新速度，朝着功能多元化，体积变小化、功耗低能化这个方向进行着飞速的发展，事实证明，电子技术推动了社会生产力的增加，解放了人们的双手。

有句谚语叫：时间就是金钱。我想说时间对于我们来说，不但可以创造金钱，更给了我们每日生活的动力与速度，它是一种力量，帮助我们管理了我们的生活。时间对于每个人来说都是非常之宝贵的，因此在我们平常的生活、学习中把握时间，对时间形成概念就显得非常重要了。在中国，当代发展及其迅速的信息化时代，生活节奏变得愈加的快，路上的人都显得行色匆匆。无论是上班上学都需准时到达；开会有时间限制；在工业生产中的每一层工序都要求有严格的时间把控，这样做出来的产品才能精准符合要求；科研工作中，对于时间的把控就更为重要。因此准确的把控时间在我们的日常工作、学习中是重中之重。

而老式的机械式钟表虽然也能进行精确计时甚至记录年月日，但是在外观上不符合当代人的审美标准，而且体积太大，修理太过于复杂。在功能、性价比上已经失去了和当代电子时钟进行竞争的能力。

伴随着社会的不断进步，年轻人越来越喜欢新型多元化的产品。例如空调遥控器具上的显示温度功能就用到了温度实时准确显示系统，这种技术在当代已经发展的相当成熟。同样用了该系统的还有热水器油烟机的显示等等。如果在多功能电子钟上加装一个温度显示的功能，那么就将为我们的生活提供非常大的便捷。

时间对于人们来说是生活中必不可缺的重要部分，人们要培养出时间观念，没有了时间，社会生存哪里又从何进行发展与进步。时间对于我们来说是非常宝贵的，工作上的忙碌和生活中繁琐的事情容易让人们忘却时间，忘记了自己本来要做的事情，如若事情不是很重要，那后果到也不会太过于严重。但是，如果是重要的事情被耽误了，就会造成巨大的损失，令自己后悔不已。从古代开始的绳节计时、天干地支到之后的机械表、石英表，再到现代社会的电子钟，都告诉了我们时钟对于掌握时间的重要性，同时也告诉了我们科学发展、科技进步的重要性，所以对现代的电子钟进行设计与研究是很有意义的

数字钟在现代具有很大的使用价值，它可以对“时”、“分”和“秒”进行非常精准的显示于控制，方便了人们的生活，让人们更加容易掌握时间，利用时间。电子钟在我们的生活中应用的非常广泛，我们可以看到在学校的教室，车站小至家里的客厅都会有这样一个钟表，来提醒人们现在几点几分了，到了干什么的时候。而现在社会利用单片机制作而成的多功能电子钟的相较于老式的机械钟表有了更多的优势和使用价值例如钟表的走时更加精准稳定，外表更加符合现代人的审美的同时更加绿色环保。我们可以看见电子钟现已广泛应用于学校自动打铃做早操放学、办公楼上下班以及对仪器装置的实时控制等公共场所。正是因为在现代电子钟以及具有如此大的使用价值且应用如此广泛，那么我们进行设计一款符合现代人生活的需求，且绿色环保、高性价比的电子钟对于当代社会而言是重中之重。相信它一定会有属于它的市场价值。

1.2多功能电子钟的功能

本论文设计的电子钟采取了当代的电子技术将时钟进行电子化、数字出路这一方法，这种钟的记录时间会更加精准顿，体积更加简小，界面与人友好。且性价比高拓展性强。现已被广泛应用于各大生活工作常说。如今。市场上的电子钟产品琳琅满目，令人目不暇接，大都制作的非常小巧精致但也有的体积非常大，被用于公共场所报时。电子钟将时间的时、分、秒进行了数字化处理，在此基础上不断精进，为符合人们的日常所需，又加装了定点报时、日历、USB接口、U盘等功能。

本论文设计的多功能电子钟想要实现主要功能有：

1. 能准确显示时间，为24小时制且可以进行手动校时:

2. 能显示具体的年月日，并可以进行手动调整校对；

3. 能进行定点报时；

4. 可以当闹钟

5. 掉电后无需重新设置时问和日期;

6. 用交直流5v的电源供电

1.3多功能电子钟的设计主要内容

该篇论文设计的这款电子钟，用到了STC80C51单片机作为主要控制芯片，并用几个数码管实现并完成了电子钟时间显示，其电子钟显示的时分秒用了按键控制来进行相关操作和调节。单片机的内部具有定时器，方便于对电子钟的时间显示进行修改和进行定时。具有操控简便、绿色环保等特点。

本文第一章主要对电子钟的研究历史和开发背景进行了阐述，并讲解了开发多功能电子钟的实际意义。

本文第二章主要介绍了多功能电子钟的系统在方案上的选择。

本文第三章主要介绍了多功能电子钟的硬件系统是如何进行初步的策划的，对STC单片机工作的原理进行了初步的阐释和介绍还在相关软件上设计了数码管电子钟原理图、电源供电原理图及数码管设计原理图。