带事件提示功能的数字电子钟讲诉

引言 随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，对时间的要求越来越高，精准数字计时的消费需求也是越来越多。 二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是数字电子钟，它是近代世界钟表业界的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求！因此，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步 我国生产的数字电子钟有很多种，总体上来说以研究多功能数字电子钟为主，使电子钟除了原有的显示时间，日期等基本功能外，还具有闹铃，报警等功能。商家生产的电子万年历更从质量，价格，实用上考虑，不断的改进电子万年历的设计，使其更加的具有市场。 除了采用集成化的时钟芯片外，还有采用MCU的方案，利用STC89系列单片微机制成万年历电路，采用软件和硬件结合的方法，控制LED数码管输出，分别用来显示年、月、日、时、分、秒，其最大特点是:硬件电路简单，安装方便易于实现，软件设计独特,可靠。 在21世纪的今天，单片机仍然有着它不可替代的地位和独特的作用在学完单片机后，为了进一步学习51单片机的控制和编程，我们利用51单片机自己设计并制作数字钟。1.绪论1.1 数字电子钟的背景电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。在其推动下，现代电子产品正在以前所未有的革新速度，向着功能多样化、体积最小化、功耗最低化的方向迅速发展，电子技术的发展有力的推动社会生产力的发展。 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。1.2 数字电子钟的发展及现状钟表是计时器的一种。在钟表发明以前，我们的先辈已经在不同的时期利用各种方法来度量时间。比如，一句太阳光线的位置判断时间的日晷、圭表，使用沙子的流动记录时间的沙漏，也有人把它们叫做“太阳钟”和“沙钟”，利用水滴计时的“铜壶滴漏”。但是这些不属于“钟表”概念的范畴，因为钟表计时的原理是通过能够产生振荡周期的装置来计算时间。而近现代的计时技术越来越先进，出现了真正意义上的机械式、电子式“钟表”，甚至出现了更为先进的原子钟。电子钟是随着近代电子工业迅速发展而发展起来的新兴工业产品。按照其振荡元件的不同，大体上可分为摆轮游丝式电子钟、音片式电子钟、音叉式电子钟、晶体管摆钟、电子数字钟和石英电子钟。还有一些钟表，虽然直接驱动机芯运转式由电来完成，但电的来源却是由其他能源供给的，如光电钟、以人体手臂摆动的动能为能源的电子表、依靠人体体温产生电能的电子表。1.2.1 国外发展现状目前国外的电子钟已经融合了温度计、天气预测、气象站、触摸屏摆脱了按键、无线太阳能供电等。国外电子钟主要实现的功能有：时间显示，12小时24小时格式转换，地区时差设置，PM显示，低电量显示，日期显示，周一至七显示。华氏及摄氏两种温度显示切换。LCD的16级对比度调节，适当的调低对比度可以达到节电的目的。日出时间和日照时间的切换显示，日落时间显示，日出及日落图标显示。月出时间显示，月落时间显示，月出及月落图标显示。12种月亮形状图标显示。德国、丹麦、西班牙、法国、芬兰、英国、匈牙利、克罗地亚、意大利、爱尔兰、卢森堡、挪威、荷兰、葡萄牙、波兰、俄罗斯、瑞典、斯洛伐克、斯洛文尼亚、南斯拉夫、奥地利、比利时、瑞士、捷克等国家的150个主要城市的市区设置。晴天、多云、下雨三种图标的天气预测预报，在两侧有根据气压变化预测的天气上下箭头，来显示天气变化走向，可自定义天气气压变化预测的敏感度。先进的风暴预警系统，可自定义风暴预警系统的敏感度和警告音开关。有相对、绝对气压hPa值显示及调节。柱形显示过去30小时的绝对、相对气压变化的hPa值。条形显示预测气压在2小时内的变化。室内及室外温度显示，室内及室外湿度显示，天气舒适度显示，自动记录历史室内及室外的最高及最低温度和湿度，并可以随时独立查看。有闹钟功能，闹铃声音在不同阶段有不同的响声频率。室外温度靠无线868MHz温度湿度探测盒测量，比其它型号的无线433MHz探测盒有更好的抗干扰能力和更远的传输距离，有防雨罩。最多支持三个外置无线盒同时使用切换。具有无线电广播接收时间的功能，不需要人工对表调节，不过在国内多数城市收不到的。专利的机械支架非常牢固方便，展开可以放在任何平整的地方，收起来也可以挂到墙上。1.2.2 国内发展现状 目前国内的电子钟主要功能有：液晶显示、闹钟、日历、整点提示、投影显示时间、数字式温度计、数字式湿度计、FM自动选台收音机、照明功能、附带钥匙扣、贪睡、生日提醒、倒计时、背景灯功能、GPS等。1.3 数字电子钟的应用数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、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。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。1.4 本课题研究的意义数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒，数字显示的计时装置，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缺少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，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。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟扩大其应用有着非常现实的意义。本系统采用AT89S52单片机为作为控制芯片，选用时钟芯片DS1302作为时间源。以日历时钟芯片为核心的数字电子钟控制控制器，由键盘、声音输出模块和液晶显示器三部分组成。AT89S52单片机和日历时钟芯片是整个设计的核心控制器件,根据从键盘接受的数据控制整个系统的工作流程。整体性好，人性化强、可靠性高，实现了对时间控制的智能化，摆脱了传统由人来事件提示的不便，是现代居家旅行必不可少的设备。2.系统设计方案分析2.1 系统设计方案带事件提示功能的数字电子钟设计基本组成由电源模块、闹铃模块、时间获取模块、键盘控制模块和显示模块构成。现在我们主要讨论本设计的最佳电路选取的方案。