片机采用此种结构为多。
本文讨论的单片机多功能时钟系统的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机，配置了外围设备，构成了一个可编程的计时定时系统，具有体积小，可靠性高，功能多等特点。不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供扩展，有着广泛的应用领域。
1.2课题设计
在日常生活和工作中，我们常常用到定时控制，如扩印过程中的曝光定时等。早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的，其定时准确性和重复精度都不是很理想，现在基本上都是基于数字技术的新一代产品，随着单片机性价比的不断提高，新一代产品的应用也越来越广泛。大则可以构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能；小则可以用于家电控制，甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大、体积小、质量轻、灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构成各种各样、功能各异的微电子产品。
随着电子技术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使用起来很不方便。这些具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动，扩大了数字化的范围，为家庭数字化提供了可能。
根据这种实际情况，设计了一个单片机多功能时钟系统，它有基本的时间功能，还有定时功能，既可作为闹铃，也可扩展为定时对家电等电气产品的自动控制，可以避免多种控制器的混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制；可增加温度传感器，进行实时温度显示，进一步扩展为利用不同的温度某些电气产品进行自动控制；也可增加湿度传感器，进行实时湿度显示，以便对湿度进行控制，方便人们的生活。
2 系统功能及操作
2.1 系统功能的确定
系统具有时间、日期、三路定时功能，并可以对时间、日期、定时进行设定，有定时提示音。要求计时精度尽量提高。显示格式为：
时间：“时”（第1、2位）、“分”（第3、4位）、“秒”（第5、6位）；
日期：“年”（第1、2位，如2007年显示为07）、“月”（第3、4位）、“日” （第5、6位）；
定时：“时”（第1、2位）、“分”（第3、4位）、“状态标志”（第5、6位）。 键盘及数码管排列如图2-1所示。
该系统可以增加温度传感器，实现温度测量，以实时显示温度，用1、2位数码管显示；
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还可以增加湿度传感器，实现湿度测量，以实时显示湿度，用5、6位数码管显示。
多路定时器功能也可扩展为对多种家电等电气产品的自动控制，比如电饭煲等；也可利用温度对某些电气产品进行自动控制，比如空调等；还可利用湿度传感器对湿度进行调节。
图2-1 系统功能图
2.2 系统操作说明
（1）按K1键显示日期，3秒后自动返回时间显示，3秒内按K2键进入日期设置，此时年位闪烁，按K1键进行年位加1或连续加1调整。按K2键依次切换到月位、日位，分别按K1键进行月位、日位调整，日位设置好后，再按K2键保存日期设定值，并返回显示时间。
（2）按K2键大于1秒进入时间设置，此时小时位闪烁，秒位自动清零，按K1键进行小时调整，按K2键切换到分钟位，按K1键进行分钟调整，分位设置好后，再按K2键保存时间设定值，并返回显示时间，按所设定的时间值进行计时。
（3）连续按K3键显示3路定时及其开关状态，当显示某一路定时时，3秒后自动返回时间显示，3秒内按K2键进入定时设置，设置同日期（5、6位显示00为当路定时关，显示01为当路定时开）。当路定时设置完后按K2键保存定时设定值并返回时间显示。
（4）按K4键显示实时温度和湿度，5秒后自动返回时间显示。
3 系统硬件设计—实验板介绍
3.1 芯片的选择及实验板电路原理图
本设计选用AT89S52芯片，它是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K（0000H～1FFFH）在线系统可编程Flash存储器。片上Flash允许程序存储器在线编程，也适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、高效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能：8K（0000H～1FFFH）Flash，256字节（00H～FFH）数据
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存储器（RAM），64K（0000H～FFFFH）程序存储器（ROM），32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口内晶振及时钟电路。
其中，数据存储器（RAM）用于存放各种运算的中间结果，作缓存和数据暂存，以及设置特征标志等。AT89S52的片内数据存储器用位寻址方式，最大寻址范围为256字节（00H～FFH）。按使用情况不同可分成低128字节（00H～7FH）和高128字节（80H～FFH）。其中低128字节为真正的RAM存储器，高128字节为特殊功能寄存器（SFR）区，如累加器ACC、程序状态字PSW、数据指针DPTR、程序计数器PC等。整个片内RAM区分布如图3-1所示。
图3-1 片内RAM区
实验板电路结构框图如图3-2所示，原理电路图（只有本设计所需部分）见附录A。
电源 键盘电路 单 复位电路 片 数码显示电路 机 时钟电路
图3-2 实验板结构框图
蜂鸣器电路
3.2 功能电路分析 3.2.1 时钟电路
实验板的时钟振荡源电路如图3-3所示。其中JT 为11.0592MHz 的晶振，改变两电容CB的值即可对此晶振频率进行调节。该电路提供单片机工作所需的振荡频率，计算定时器初
值即需此晶振频率，在通信时也需知道晶振频率，以对波特率进行计算。
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3.2.2 复位电路
如图3-4所示为实验板的复位电路，当RESET 信号为低电平时，实验板为工作状态，当RESET信号为高电平时，实验板为复位或下载程序状态。由于AT89S52具有ISP 的功能，即可以通过并口线直接将程序下载到单片机内，因此， AT89S52 具有两种状态，下载程序状态和运行状态。该复位电路能实现上电自动复位，也能手动复位，一般复位时RESET应保持20毫秒以上高电平，此复位时间由接地电容控制。 XTAL1JT2
VCC RSXTALCBCB
GND10uf RS10K
GND 图3-3时钟电路 图 3-4 复位电路
3.2.3 键盘电路
如图3-5所示为阵列按键电路，各设置及转换信号由此电路输入，实验板提供了16个按键，由P1口经SN74F244（驱动芯片）输出扩展成4×4的阵列按键，P1.0～P1.3为行线，P1.4～P1.7为列线。SN74F244有一片选信号线G，当此口线为低电平时，A1～A4与Y1～Y4接通，反之，A1～A4与Y1～Y4断开。
此键盘用扫描工作方式，若有键按下，则相应位端口被拉低为低电平，由于本系统只用了4个按键，所以只需对4个按键进行扫描。扫描时，先置P3.3口为高电平，向P1口送0EFH（MOV P1，#0EFH），再置P3.3口为低电平，读P1口（MOV A，P1），最后判断P1口低4位哪位是低电平，若某位为低电平，则相应按键被按下，如P1.0为低电平（ACC.0=0），则K1键被按下。
3.2.4 数码显示电路
如图3-6所示为数码显示电路，实验板使用了6个共阳数码管，P0口为段码信号线，B1～B6为位控线，是P1口经SN74F573（反向驱动芯片，即输入为高电平，则输出为低电平，反之则输出为高电平，该芯片也有一片选信号C，当此信号为高电平时有效）反向得到，再由B1～B6控制晶体管Q1～Q6，以达到控制每位数码管的目的。
系统采用动态显示，先向P0口送第一位数码管需要显示的段码值，再给P1口送0FEH，延时1毫秒使第一位数码管显示，又向P0口送第二位数码管需要显示的段码值，P1口送0FDH，
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延时1毫秒，使第二位数码管显示。依次递推，直到最后一位数码管，然后再循环。改变延时时长可以调节数码管显示的亮度，由于单片机执行速度很快（微秒级），所以看上去数码管一直亮着。
图 3-5 阵列按键
系统采用动态显示，先向P0口送第一位数码管需要显示的段码值，再给P1口送0FEH，延时1毫秒使第一位数码管显示，又向P0口送第二位数码管需要显示的段码值，P1口送0FDH，延时1毫秒，使第二位数码管显示。依次递推，直到最后一位数码管，然后再循环。改变延时时长可以调节数码管显示的亮度，由于单片机执行速度很快（微秒级），所以看上去数码管一直亮着。
图 3-6数码显示电路
其硬件原理图如图3-7所示。此电路用于定时时发出提示音。SPEAKER与P3.2口相连，当SPEAKER输出高电平时蜂鸣器不响，而SPEAKER输出低电平时蜂鸣器发出响声。只需控制SPEAKER输出高低电平的时间和变化频率，就可以让蜂鸣器发出不同的声音。此电路用于产生定时器提示。
3.2.5 蜂鸣器电路
其硬件原理图如图3-7所示。此电路用于定时时发出提示音。SPEAKER与P3.2口相连，
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