基于52单片机和DS12C887的高精度多功能电子钟
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摘要：本文分析了基于STC89C52以及DS12C887芯片进行电子钟设计的基本原理和硬软件设计方法，本设计可实现显示年、月、日、星期、时、分、秒等基本功能，并通过简易的按键操作可实现时制切换、到时闹铃以及秒表功能。
1 引言
电子钟已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。随着技术的发展，人们已不再满足于钟表原先简单的报时功能，希望出现一些新的功能，诸如日历的显示、跑表功能、重要日期倒计时显示，气温监测等，以带来更大的方便，而所有这些，又都是以数字化的电子时钟为基础的。因此，研究实用电子钟及其扩展应用，有着非常现实的意义，具有很大的实用价值。
2 系统方案设计
2.1 主控单元方案选择
STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器，能重复写入/擦除1000次。它与MCS-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替MCS-51系列单片机，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。STC89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积, 增加系统的可靠性，降低了系统成本。因此，本设计主控芯片采用STC89C52。
2.2显示方案选择
方案一：普通LED数码管显示。最简单最容易操作的显示方法。采用8段数码管既经济实惠，效果也比较好，但是本次设计需要的显示数据比较多，此时数码管显示就显得捉襟见肘了。
方案二：LCD1602液晶显示。可以较为清晰的显示出字母和数字，显示效果出众，可以方便与单片机进行通信。1602液晶提供了2行16列的显示范围，足够显示年月日星期以及时间了。
方案三：点阵式LCD12864显示，这种显示器操作最为复杂，指令繁多，但是显示效果最好，不仅可以显示数字，字母，还可以显示汉字，图形等。
比较上述方案，我们选择方案二。原因有几点：需要显示2行字母及数字；价格实惠；最容易操作控制。
2.3 时钟信号来源方案选择
电子钟的时钟信号的来源一般有两种：单片机提供和时钟芯片提供。这两种时钟信号各有其利弊。
采用单片机提供的方案电路结构简单，程序编写方便，但由于不同单片机工作的时钟频率不同程序的移植性不强，时钟的精度不高，一般还需占据单片机的一两个定时计数器，在系统设计时占用了宝贵资源。采用时钟芯片提供的方案虽然电路复杂一些但具有很高的时钟精度和程序的可移植性。通过比对本设计采用了时钟芯片DS12C887来提供时钟信号。
2.4 供电方案选择
方案一：使用7805稳压芯片搭建220V转5V VCC电路。这种方法容易实现但是电路较复杂，且有可能电压不稳等情况。
方案二：受MP3设备充电器的启发，使用USB为电路提供5V电压。这种方案只需要一个USB母口即可。
考虑上诉方案，我们选择方案一，因为USB接口虽然简单，但是在没有电脑的地方就无法使用，焊接一个直流稳压电源既方便简单，又能锻炼动手能力。
3 系统实现电路
本时钟采用 AT89S52 单片机作为系统的控制核心。时钟功能采用单片集成的时钟芯片 DS12887 来实现，显示模块采用液晶显示，可以显示时间、日历及闹铃提示信息，有着智能化的人机界面。功能选择及相关设置通过按键实现，此外，本时钟还增加了气温监测功能，通过温度传感器实现。 由于使用了单片机，整个系统可编程，系统的灵活性大大增加了。另外，本方案可以方便的实现其他功能的扩展。
图1 系统硬件电路图
4 总结
通过搭建硬件电路以及相应的软件设计构造了电子钟系统，实际调试验证了该系统的准确性以及可行性。
参考文献：
[1] 龙威林等，《单片机应用入门》，化学工业出版社。
[2] 康光华，《电子技术基础》，高等教育出版社
[3] 袁小平，《电子技术综合设计教程》，机械工业出版社
[4] 李学礼，《基于PRETEUS的8051单片机实例教程》，电子工业出版社
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文