微控制器自20世紀70年代問世以來，由於其體積小、重量輕等多種優勢，深受廣大人們的喜愛，由於其開發容易、靈活性好，也同時被很多設計者拿來應用到各種裝置中。以下是小編為大家整理好的微控制器電子時鐘論文，歡迎大家閱讀參考！
摘要：隨著電子科技的飛速發展，尤其是超大規模積體電路的出現，給我國的經濟帶來了實質性的改變。其中，對於微控制器的使用已經在很多領域都有出現，比如說在工業自動化控制房間、在智慧儀器儀表方面以及各種家用電器方面，微控制器都起到了很大的作用。由於其極高的效能價格比，使其在電子時鐘方面的應用也是很常見的。本文通過對普通微控制器電子時鐘的設計分析，從而達到對微控制器進行更深入的學習與設計。
關鍵詞：微控制器；電子時鐘；設計分析
時鐘就是一個最典型的例子，由於人們的生活速度越來越快，人們的時間觀念也在不斷增強，生活中處處離不開時鐘，時鐘對人們可以說是不可或缺的東西。現如今，時鐘的樣式很功能也越來越多，人們對時鐘的精準度要求也越來越高。本文就是針對時鐘的精準度來設計一個普通微控制器電子時鐘。
一、微控制器的簡單介紹
（一）微控制器的定義與分類
微控制器是一種積體電路晶片，採用超大規模積體電路技術把具有資料處理能力的中央處理器、隨即儲存器、只讀儲存器等整合到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。主要分類包括：STC系列微控制器、AVR微控制器、AT系列微控制器等等 。
（二）微控制器的應用與發展
目前，隨著電子自動化的廣泛應用，微控制器以其自身的諸多優勢已經應用到了各個領域之中，這些領域主要包括智慧儀器儀表、計算機網路、機器人控制、工業控制、家電管理等等。由於微控制器的優勢很有多，在未來的生活中一定會被更多的領域所應用，有很好的發展趨勢。
二、微控制器電子時鐘的設計方案
微控制器電子時鐘的構成主要由：一個8位CPU；一個片內振盪器及時鐘電路；4K位元組ROM程式儲存器；256位元組RAM資料儲存器；兩個16位定時器/計數器；可定址64K外部資料儲存器和64K外部程式儲存器空間的控制電路；32條可程式的I/O線（四個8位並行I/O埠）和一個可程式全雙工序列口組成。
微控制器電子時鐘的設計主要是對時鐘的內部工作和外部顯示進行設計，主要的設計方案則分為數字時鐘方案和數碼管顯示方案。通過數字時鐘和數碼管顯示的完美結合使電子時鐘的質量得到完善和保證。
（一）數字時鐘方案
這部分是微控制器電子時鐘最主要的設計，也是時鐘內部工作部分。在微控制器的內部儲存器中設定三個分別代表時、分、秒資訊的位元組。在對內部的儲存器進行設定的時候，要根據時鐘的運作規律設定，時鐘的工作是由內部的定時器和軟體結合來實現的。對此設定1秒中斷，以此來推動秒針的運動，而當秒針中斷的次數達到60次的時候，則將其清零，同時分針的位元組開始執行，以此類推，當分鐘的中斷次數達到60次的時候，時鐘的位元組開始執行。當時鐘的位元組達到24的時候，便將時鐘的位元組清零，以上的操作反覆進行，這就是微控制器電子時鐘關於數字時鐘的設計方案。這部分的設計起來比較繁瑣，每個步驟都要做到很好的處理，設定時、分、秒的順序也不能打亂。
（二）數碼管顯示方案
數碼管顯示方案主要是對時鐘的外部顯示進行設計，主要分為靜態顯示和動態顯示兩個部分，在電子時鐘外部顯示中占主導地位的就是動態顯示。所謂動態顯示就是根據內部設計中的秒針的執行情況，在出現的顯示器數字的輪流點亮，每隔一段時間都要點亮一次，這部分要求顯示器的掃描必須要有足夠快的速度，只有這樣，顯示出來的字元才不會出現閃爍的效果。同時，秒鐘和顯示器的運作應該是保持一致的，否則在電子時鐘執行的時候，就很容易出現時間上的誤差，這種動態顯示節省了I/O口，也會降低耗能。
（三）電子時鐘的硬體選擇
1、微控制器的`選擇，在微控制器電子時鐘的設計中，通常都會選用AT89c52微控制器，配備12MHz晶振，採用上電覆位來對電路進行系統復位。
2、顯示電路選擇，在顯示電路的選擇上，採用軟體譯碼動態顯示。
3、電源選擇，採用直流電源供電，電源基本選擇在4.5V左右。
4、選擇器的選擇，通常採用741s04.
三、系統軟體設計
對系統軟體的設計主要包括軟體的設計思想、總體設計以及按鍵掃描子程式。
（一）軟體設計思想
根據人們對電子時鐘功能的需求，需要設計出來的電子時鐘程式必須具備動態掃描、時鐘訊號產生以及按鍵掃描處理等功能。利用微控制器來實現電子時鐘的這些功能，主要利用的方法就是分時複用，要協調好各個器件的佔用時間，這樣才能實現微控制器電子時鐘以上的功能，使電子時鐘對人們的需求造成滿足。
（二）總體設計
1、系統說明及設計框圖
利用普通單片機制作的簡易時鐘，其主要的工作原理就是運用6個PNP管來分別控制6個LED數碼管來完成時鐘的執行工作。這裡出現的6個數碼管主要負責顯示小時、分鐘以及秒針的十位位置和個位位置，還會設定一個按鍵用於對時間的調整。
2、模組設計
普通微控制器電子時鐘的設計主要包括電源部分、復位電路、顯示部分、控制部分、位選部分等幾個模組。對於電源部分的技術，要從外部引入直流電，電流應該選擇4.5V，這樣就可謂電子時鐘提供電源，使其能夠正常執行。
位選電路、復位電路二極體、電解電容部位，在其執行的時候，相應的引腳也會出現不同。在開關按下時引腳RST為高電平1，斷開時引腳為低電平0。
（三）按鍵掃描子程式
普通微控制器電子時鐘的執行，最好選用按鍵來切換各種不同的狀態，這樣不僅簡單，容易操作，而且在電子時鐘出現狀況而需要查詢按鍵資訊的時候，電子時鐘所具有的按鍵掃描功能就可以提供以往的按鍵情況，這種按鍵程式中還嵌套了按鍵掃描程式用來處理在不同情況下的電子時鐘狀態切換。
四、對整體系統進行除錯
在微控制器電子時鐘設計完成之後，要對電子時鐘所應用的系統進行簡單的測試，仔細分析在測試的過程中所出現的問題，進行問題的統計與分析，從而找到合理、科學的解決方法。使微控制器電子時鐘更加完善。
（一）系統除錯方法
對於微控制器電子時鐘各個系統的除錯，首先要對每個單獨的程式進行除錯，將出現的問題歸納整理，找到合理的解決方法後，針對出現問題的程式進行系統的除錯。確保每個程式都沒有問題之後，再進行整體的除錯工作。只有這樣，才除錯的過程中才會使除錯工作有理有序的進行。
（二）系統時鐘誤差分析
時間準確，長時間不容易出現誤差是一個時鐘被認可的標準之一。對於系統誤差，設計者應該及時進行誤差的分析和除錯工作。
在微控制器電子時鐘系統中，能夠出現誤差的地方有很多，比如說晶體頻率的誤差，定時器溢位誤差以及延遲誤差等等，設計者要結合不同的誤差進行不同的分析，找出其內在的原因，從而擬定出解決的方案，使電子時鐘的精準度提高。
（三）軟體除錯問題及解決
在軟體除錯的過程中，應該將除錯的重點分別放在各個模組上，對這些模組的除錯可以採取線上除錯和離線除錯兩種方法，在除錯過程中出現的問題要及時分析及時解決。
結語：
隨著我國電子技術的迅速發展，微控制器的應用也會越來越廣泛，對於電子時鐘系統的設計一定也會日趨完善，功能也會越來越全面，效能會更加穩定，可以預見，在未來的幾年裡，微控制器的應用也會越來越廣泛。更好的造福人們。
參考文獻：
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