毕设分享|基于51单片机的数字钟设计_51单片机lcd12864时钟显示

Hi，大家好，这里是大森林老学长的毕设系列文章！

对毕设有任何疑问都可以问学长哦!

这两年开始，各个学校对毕设的要求越来越高，难度也越来越大… 毕业设计耗费时间，耗费精力，甚至有些题目即使是专业的老师或者硕士生也需要很长时间，所以一旦发现问题，一定要提前准备，避免到后面措手不及，草草了事。

以下是学长亲手整理的单片机相关的毕业设计选题，都是经过学长精心审核的题目，适合作为毕设，难度不高，工作量达标，对毕设有任何疑问都可以问学长哦！

1. 系统总体结构框图

在本设计中，以按键开关作为输入装置，LED七段数码显示管作为显示装置，因此，各按键开关的功能为：

S1键：P1.0口 时间调整  

S2键：P1.1口 日期调整  

S3健;  p1.2口 闹铃设置

S4健:  p1.3口 闹铃开关

2. 系统的硬件设计

电路是由控制部分和显示部分两大部分组成。利用单片机程序进行控制，并通过数码管进行显示

2.1 显示部分电路的设计

2.1.1 LED数码显示管的基本原理

用单片机驱动LED数码管有很多方法，按显示方式分，有静态显示和动态显示，按译码方式可分为硬件译码和软件译码。

静态显示是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将要显示的数据送出后不再控制LED，直到下次显示时再传送一次新的显示数据。静态显示的数据稳定，占用CPU时间少。

动态显示要CPU时刻对显示器件进行刷新，显示数据有闪烁感，占用CPU时间多。

这两种显示方式各有利弊：静态显示虽然数据显示稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的电路硬件较多；动态显示虽然有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间。

动态扫描显示接口是单片机中应用最广泛的一种显示方式。其接口电路是把所有LED显示器的8个笔划段A～D、DP的同名端连在一起，而每一个数码管的公共端COM是各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接受到相同的字形码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，可以自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，是各个显示器轮流点亮。

在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的，约1ms左右，但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。

从上述的论述中，可以看出动态显示方案具备一定的实用性，也是目前单片机数码管显示中较为常用的一种显示方法。所以，本设计也采用动态显示方案。

2.1.2 数码管显示模块分析

电路先通过电源电路送出+5V电压，单片机AT89S52通过74LS47和CD4515（4—16译码器）驱动数码管显示数值, 显示部分采用普通共阳极数码管显示，采用动态扫描，以减少硬件电路。考虑到一次扫描12位数码管显示时会出现闪烁情况，设计时分两排显示，一排显示时间和年月日，一排显示星期和温度，  共阳极数码管中8个发光

二极管的阳极（二极管正端）连在一起。通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输入端为低电平时，该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。采用动态显示方式，比较节省I/O口，硬件电路也较静态显示简单，但其亮度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时，CPU要依次扫描，占用CPU较多时间。

2.2 控制部分电路的设计

2.2.1 时钟模块

利用芯片内部的振荡器，然后在引脚XTAL1和引脚 XTAL2两端接晶体谐振器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路，如图外接晶振时，C1和C2的值通常选择30pF； C1、C2对频率有微调作用，晶体谐振器的频率12MHz。为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。设置了12—24两种显示状态，调整计时的按键、设置定时的按键且定时设置了3次定时、还另加载了星期、年、月、日的调整及闰年的自动调整。

2.2.2 温度模块

主要由18B20通过单片机AT89S52中的温度程序不断的检测温度来显示温度。

18B20温度传感器工作原理：DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并可根据实际要求通过简单的编程实现9—12位的数字值读数方式

2.2.3 音乐模块

通过LM386N-1给扬声器信号来发出音乐，这个模块主要是为时钟定时到时发出音乐闹铃，而在软件部分设置了可以一次设置3次定时，每次定时到时，音乐程序中编了6种音乐，它可以自动选择6种音乐中的任一音乐响1分钟，如果中间不想让闹铃响可以按一按键，闹铃就立刻停止。

2.2.4 复位模块

单片机复位电路是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从该状态开始工作，例如复位后PC=0000H，使单片机从第一个单元取指令。无论是在单片机刚接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位.

 电路图为：

2.2.5 光识模块

同样也是为定时服务的，只要定时到，组成心字的18只发光二极管就会按程序全亮全灭20次，如此循环。

3. 系统的软件设计

3.1 各模块的程序设计

3.1.1 计时程序

计时程序是实现电子时钟的核心内容，本程序用中断time0来控制，计时显示的单元从50h开始，50h=秒的个位，51h=秒的十位，52h=分的个位，53h=分的十位，54h=时的个位，55h=时的十位

3.1.2 定时闹钟程序

作用是判断时间是否与设置的闹钟时间相等，如相等则开启闹钟。

片机内定时振铃开关使用软件开关，即用标志寄存器，且程序设置了3次定时，可见要使电子时钟定时打铃，必须同时具备两个条件，第一：定时振铃开；第二：当前定时项数不为0项。 因为要使电子时钟定时打铃，必须同时具备上述的两个条件，所以在单片机执行查询定时各项的程序之前，主程序会首先查询这两个条件是否同时满足，如果满足的话，则进行一轮查询，所谓一轮查询定时，即将当前时间与定时各项一一比较，看是否相符，如果查到某项相符，则调用音乐程序。每查完一项，寄存器中的值会自动减1（即为定时时间的项数）。当定时时间的项数值自动减为０时，则表示这一轮查询定时时间完毕，只要条件允许（定时音乐开且定时项数不为０），有可以进行一轮新的查询定时时间。

3.2 系统程序设计的总体框图