3.2.7 键盘输入模块 ........................................................................................ 21 3.2.8 整体电路 ................................................................................................ 22 4 系统软件设计流程 ........................................................................................... 23 4.1 主程序流程 ................................................................................................. 23 4.2 时间日期程序流程 ..................................................................................... 23 4.3 温度显示程序流程 ..................................................................................... 24 4.4 定时报警程序流程 ..................................................................................... 24 5 仿真结果与分析讨论 ....................................................................................... 25 5.1 proteus简介 ................................................................................................ 25 5.2 Keil uVision3软件简介 .......................................................................... 26 5.3 仿真 ............................................................................................................. 26 6 结论 ................................................................................................................... 28 致谢 ......................................................................................................................... 29 参考文献 ................................................................................................................. 30 附录A 外文文献译文 ........................................................................................... 31 附录B 外文文献 ................................................................................................... 39 附录C 程序 ........................................................................................................... 51
辽宁工程技术大学毕业设计（论文）
引言
从古代的水漏、十二天干地支，到后来的机械钟表以及当今的石英钟，都充分体现了时间的重要性。时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友【1】，时间是人们日常生活中不可或缺的因素，随着电子时代的到来，科学技术的日益进步，人们已经不安于一个普普通通的钟表，而是开始追求具有更多功能的时钟，因而时钟的样式也变得多种多样了。本文能够使人们了解时钟的工作原理和AT89C51单片机的结构和汇编语言，以及熟练运用proteus软件进行仿真验证。
时钟已经广泛应用到各个行业，在日常生活中也非常的常见，无论是工作、学习还是 生活都离不开它的身影。其中，定时功能是我们经常会用到的，如闹钟的定时提醒，电风扇等。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
【2】各种各样、功能各异的微电子产品。
1957年，Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零，从而达到计时的功能。现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试。数字式电子时钟用集成电路计时时，译码代替机械式转动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差。这种表具有时、
【3】分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。现如今，基于单
片机的时钟设计技术，无论国内外都已经非常的纯熟并应用到了各个领域。
根据现有的实际情况，设计一种多功能时钟，不仅可以与普通时钟一样显示时间，还可以进行定时提醒，再增加一个温度传感器，就可进行实时温度显示，让我们可以掌控周围环境温度，方便大家的生活，适应先下追求高品质生活的人们。通过本设计，不仅提高了动手能力，还锻炼了把理论知识和实际应用结合在一起的能力。
本文主要内容为：
第一章为时钟的背景知识，介绍时钟的研究背景，国内外当前的研究现状。 第二章为多功能时钟的总体设计方案，包括时钟的工作原理、系统的硬件框图及各部
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刘岩：基于单片机的多功能时钟设计
分能够实现的功能。
第三章为本文的核心电路设计部分，包括各部分硬件的组成，设计电路图及各硬件的工作原理等方面的介绍。
第四章为本次设计的系统程序流程部分，包括能够实现各个功能的设计流程，使本文在软件设计流程方面的工作过程能够易于理解。
第五章为本次设计的仿真结果与分析讨论，包括对仿真工具proteus和keil uvision3的介绍，并利用两个软件的完美组合对此多功能时钟的工作过程进行仿真。
第六章为结论部分，总结本设计能够实现的各个功能以及需要改进的方面。 最后是致谢和参考文献。
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辽宁工程技术大学毕业设计（论文）
1 时钟的背景知识
本章主要介绍时钟的时钟的研究背景，国内外当前的研究现状。
1.1 时钟的研究背景
20世纪末，电子技术得到了极速的发展，毫无疑问，在其推动下，现代电子产品以及各种高科技产品几乎渗透到了社会的各个领域，这有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度以及综合科技水平的提高，但产品更新换代的频率也越来越快。随着科技的发展、社会的进步和全球化竞争的日益激烈，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。多功能电子钟不管在性能还是在样式亦或是用途上都发生了重大的变化，许多电子钟都已具备电子闹钟、电子秒表、温度检测等功能。同时单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的[4]。
多功能电子时钟除了具有时钟的功能外还可以包含对环境温度检测的功能。温度是一种最基本的环境参数，在各个行业生产及日常生活中，对温度的测量及控制始终占据着非常重要的地位。目前，典型的温度检测控制系统由模拟式温度传感器、A/D转换电路和各种单片机组成。由于模拟式温度传感器输出的模拟信号必须经过A/D转换环节转换为数字信号后才能与单片机等微处理器接口进行读写的操作，所以硬件电路会比较复杂，成本较高。而以DS18B20为代表的新型单线总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体，这类传感器可以直接输出数字量，同时与单片机接口电路结构非常简单，可以广泛用于距离远、节点分布多的场合，具有较强推广应用价值。[5]
数字电子时钟是采用数字电路实现对时，分，秒数字显示的装置，广泛用于个人家庭，车站，码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可或缺的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，数字时钟的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。例如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电器的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
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刘岩：基于单片机的多功能时钟设计
1.2 国内外时钟的研究现状
数字电子时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。但随着时间的推移，科学技术的不断发展，生活节奏越来越快，竞争日益激烈，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。可以说时间的准确已成为各行各业安全运行的基础，如果时间出现误差而不能及时校正，会造成一系列严重的后果和经济损失[6] 。
电子时钟的设计方法有多种，可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟，还可以利用对单片机编程来实现电子钟。其中，利用单片机实现的电子时钟具有硬件结构简单、编程灵活、便于功能扩展等特点。由单片机作为数字钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。通过键盘可以进行定时、校时功能。输出设备显示器可以用液晶显示技术或者数码管显示技术[7]。
温度是一种最基本的环境参数，日常生活和工农业生产中经常要检测温度。传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过A/D转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，使得硬件电路结构复杂，制作成本较高。近年来，美国DALLAS公司生产的DSl8B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。DSl8B20 集温度测量和A/D转换于一体，直接输出数字量，传输距离远，可以很方便地实现多点测量，硬件电路结构简单，与单片机接口几乎不需要外围元件[8]。
智能温度传感器(亦称数字温度传感器）是上世纪90年代中期问世的。此类传感器是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器。智能温度传感器内部一般包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器、随机存取存储器和只读存储器。智能温度传感器能实时更新并输出温度数据，适配于各种微控制器也就是通常所说的单片机（MCU），并且可通过软件来实现显示功能，其智能化取决于软件和硬件的综合开发水平，二者缺一不可。目前，新型温度传感器正从模拟式向数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展[9]。21世纪后，智能温度传感器毫无疑问正朝着高精度、多功能、总
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