51单片机+DS1302设计一个电子钟(LCD1602显示时间)

2023-12-16 06:45
文章标签 设计 显示 时间 单片机 51 lcd1602 ds1302 电子钟

本文主要是介绍51单片机+DS1302设计一个电子钟(LCD1602显示时间)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、前言

电子钟是一种能够准确显示时间的设备，广泛应用于家庭、办公场所和公共场所，为人们提供了方便和准确的时间信息。本项目设计一个基于51单片机的电子钟，使用DS1302作为RTC时钟芯片，LCD1602作为显示屏，并通过串口方式连接上位机进行时间设置和闹钟设置。

STC89C52作为主控芯片，具有较高的性能和稳定性，可完成对外设的控制和数据处理。DS1302是一款低功耗的实时时钟芯片，能够提供准确的时间计数和日期功能。LCD1602是一款常用的字符型液晶显示屏，具有两行16列的显示区域，能够清晰显示时间和其他相关信息。

通过串口连接上位机，用户可以方便地设置电子钟的时间和闹钟时间，实现个性化需求。此外，电子钟还带有一个蜂鸣器，可以根据设置的闹钟时间进行响铃，提醒用户。

image-20230913112300737

image-20230913112208076

电子钟具有以下功能：

（1）显示当前时间和日期：LCD1602显示屏将实时更新并显示当前的时间和日期信息。

（2）时间设置：通过串口连接上位机，用户可以进行时间的设置，包括小时、分钟和秒。

（3）日期设置：用户可以通过上位机设置当前的年、月和日。

（4）闹钟设置：用户可以设置闹钟的时间，包括小时和分钟。到达设定时间时，蜂鸣器将响铃提醒用户。

（5）整点报时：每到整点，蜂鸣器将发出短促的提示音，提醒用户当前时间。

（6）闹钟响铃：当闹钟时间到达时，蜂鸣器将持续响铃，直到用户停止。

（7）该项目将借助STC89C52单片机的控制能力和串口通信功能，结合DS1302时钟芯片和LCD1602显示屏，实现一个简单而实用的电子钟。用户可以根据自己的

（8）需求进行时间设置和闹钟设置，方便实用，并且具有较高的准确性和稳定性。

二、项目的设计思路

项目的设计思路分为硬件设计和软件设计两部分。

2.1 硬件设计思路

（1）主控芯片选择：选择STC89C52作为主控芯片，由于其较高的性能和稳定性，适合用于控制和数据处理。

（2）RTC时钟芯片选择：选择DS1302作为RTC时钟芯片，具有低功耗、精确计时和日期功能。

（3）显示屏选择：选择LCD1602作为显示屏，它具有两行16列的字符显示区域，能够清晰显示时间和其他相关信息。

（4）串口连接：设计串口连接电路，实现与上位机的通信，用于时间设置和闹钟设置。

（5）蜂鸣器：添加蜂鸣器模块，用于整点报时和闹钟响铃功能。

（6）按键输入：添加按键输入模块，用于用户操作，如切换设置模式、调整时间和设置闹钟。

2.2 软件设计思路

（1）初始化设置：在程序启动时，进行硬件初始化，包括配置主控芯片的引脚、初始化DS1302时钟芯片和LCD1602显示屏。

（2）时间获取与显示：通过DS1302时钟芯片获取当前的时间和日期，并将其显示在LCD1602显示屏上。

（3）串口通信：通过串口与上位机进行通信，接收上位机发送的时间设置和闹钟设置指令，并进行相应的处理

（4）时间设置：根据上位机发送的时间设置指令，更新DS1302时钟芯片的时间计数器。

（5）日期设置：根据上位机发送的日期设置指令，更新DS1302时钟芯片的日期计数器。

（6）闹钟设置：根据上位机发送的闹钟设置指令，设置闹钟时间，并将其保存在主控芯片的内部存储器中。

（7）整点报时：通过检测DS1302时钟芯片的小时计数器，当小时值变化时，触发蜂鸣器发出短促的提示音。

（8）闹钟响铃：通过比较当前时间和保存的闹钟时间，当达到闹钟时间时，触发蜂鸣器持续响铃，直到用户停止或设定的时间段结束。

三、项目硬件接线

（1）STC89C52与DS1302：

STC89C52的P2.0口连接到DS1302的SCLK（时钟）引脚，用于提供时钟信号。

STC89C52的P2.1口连接到DS1302的IO（数据）引脚，用于数据传输。

STC89C52的P2.2口连接到DS1302的RST（复位）引脚，用于对DS1302进行复位操作。

（2）STC89C52与LCD1602：

STC89C52的P0口连接到LCD1602的D0-D7引脚，用于传输字符数据和控制信号。

STC89C52的P2.3口连接到LCD1602的RS（寄存器选择）引脚，用于选择数据或命令寄存器。

STC89C52的P2.4口连接到LCD1602的RW（读写选择）引脚，用于选择读或写操作。

STC89C52的P2.5口连接到LCD1602的E（使能）引脚，用于启动传输。

（3）STC89C52与蜂鸣器模块：

STC89C52的P3.7口连接到蜂鸣器模块的信号引脚，用于触发蜂鸣器响铃。

（4）串口通信接口。在STC89C52单片机上，串口引脚如下：

UART接收线（RXD）：连接至外部设备的发送线。

STC89C52的P3.0口（RXD）用于接收串口数据。

UART发送线（TXD）：连接至外部设备的接收线。

STC89C52的P3.1口（TXD）用于发送串口数据。

四、项目代码

4.1 DS1302时钟读取、设置

下面代码实现了，STC89C52读取DS1302时钟信息打印到串口，以及设置闹钟、时间读取、打印到串口的功能。其中，采用了UART通信进行与上位机交互，可以接收上位机发送过来的时间字符串，并据此设置闹钟和时间。

#include <reg52.h>
#include <stdio.h>#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int// 定义DS1302时钟寄存器地址
#define DS1302_SEC_REG 0x80
#define DS1302_MIN_REG 0x82
#define DS1302_HR_REG 0x84
#define DS1302_DAY_REG 0x86
#define DS1302_MONTH_REG 0x88
#define DS1302_YEAR_REG 0x8C// 定义DS1302控制寄存器命令
#define DS1302_CMD_WRITE 0x80
#define DS1302_CMD_READ 0x81// 定义串口波特率为9600
#define BAUDRATE 9600
#define FOSC 11059200L
#define TIMER_INTERVAL (65536 - FOSC / 12 / BAUDRATE)// 声明全局变量
uchar time_buffer[20]; // 存放时间字符串
uchar alarm_buffer[20]; // 存放闹钟时间字符串
uint i;
bit flag; // 标记是否接收到上位机的时间字符串// 初始化UART模块
void InitUart() {TMOD &= 0x0F;TMOD |= 0x20;TH1 = TIMER_INTERVAL / 256;TL1 = TIMER_INTERVAL % 256;PCON |= 0x80;SCON = 0x50;ES = 1;TR1 = 1;EA = 1;
}// 将单个字节发送到串口
void SendData(uchar dat) {SBUF = dat;while (!TI);TI = 0;
}// 将字符串发送到串口
void SendString(uchar *s) {while (*s != '\0') {SendData(*s++);}
}// 初始化DS1302时钟芯片
void InitDS1302() {uchar i;// 使能DS1302写保护功能DS1302_CE = 0;DS1302_SCL = 0;DS1302_CE = 1;Write_DS1302(DS1302_CMD_WRITE | 0x8e, 0x80);// 关闭时钟允许，准备写入数据Write_DS1302(DS1302_CMD_WRITE | 0x90, 0x00);// 写入年月日时分秒周Write_DS1302(DS1302_SEC_REG, 0x00);Write_DS1302(DS1302_MIN_REG, 0x30);Write_DS1302(DS1302_HR_REG, 0x11);Write_DS1302(DS1302_DAY_REG, 0x08);Write_DS1302(DS1302_MONTH_REG, 0x09);Write_DS1302(DS1302_YEAR_REG, 0x21);Write_DS1302(0x8e, 0x00);// 初始化闹钟时间for (i = 0; i < 20; i++) {alarm_buffer[i] = 0;}
}// 向DS1302写入数据
void Write_DS1302(uchar addr, uchar dat) {uchar i;DS1302_CE = 0;DS1302_SCL = 0;// 发送起始信号DS1302_CE = 1;DS1302_SCL = 1;DS1302_CE = 0;// 发送命令字节地址DS1302_WriteByte(addr);// 发送数据字节DS1302_WriteByte(dat);// 停止信号DS1302_SCL = 0;DS1302_CE = 1;// 延时至少1usfor (i = 0; i < 10; i++);
}// 向DS1302读取数据
uchar Read_DS1302(uchar addr) {uchar dat;uchar i;DS1302_CE = 0;DS1302_SCL = 0;// 发送起始信号DS1302_CE = 1;DS1302_SCL = 1;DS1302_CE = 0;// 发送命令字节地址DS1302_WriteByte(addr | 0x01);// 读取数据字节dat = DS1302_ReadByte();// 停止信号DS1302_SCL = 0;DS1302_CE = 1;// 延时至少1usfor (i = 0; i < 10; i++);return dat;
}// 读取DS1302时间并打印到串口
void ReadTime() {uchar sec, min, hour, day, month, year;sprintf(time_buffer, "Time: ");sec = Read_DS1302(DS1302_SEC_REG);min = Read_DS1302(DS1302_MIN_REG);hour = Read_DS1302(DS1302_HR_REG);day = Read_DS1302(DS1302_DAY_REG);month = Read_DS1302(DS1302_MONTH_REG);year = Read_DS1302(DS1302_YEAR_REG);sprintf(time_buffer + 6, "%02d:%02d:%02d %02d/%02d/%02d\r\n", hour, min, sec, day, month, year);SendString(time_buffer);
}// 向DS1302写入闹钟时间
void SetAlarm(uchar *str) {uint i = 0;// 将字符串转换为数字while (str[i] != '\0') {alarm_buffer[i] = str[i] - '0';i++;if (i > 19) // 防止溢出break;}// 写入闹钟时间Write_DS1302(DS1302_CMD_WRITE | 0x81, alarm_buffer[10] << 4 | alarm_buffer[11]);Write_DS1302(DS1302_CMD_WRITE | 0x83, alarm_buffer[8] << 4 | alarm_buffer[9]);Write_DS1302(DS1302_CMD_WRITE | 0x85, alarm_buffer[6] << 4 | alarm_buffer[7]);
}// 从串口接收数据中解析出时间信息
void ParseTime() {uchar i, j;uchar temp;for (i = 0; i < 20; i++) {time_buffer[i] = 0;}// 接收字符串格式为：hh:mm:ss dd/mm/yyfor (i = 0; i < 8; i++) {temp = 0;for (j = 0; j < 2; j++) {temp *= 10;temp += (SBUF - '0');while (!RI); // 等待接收完成RI = 0;}time_buffer[i] = temp;if (i == 2 || i == 4) {while (SBUF != ' '); // 跳过空格字符while (!RI); // 等待接收完成RI = 0;}}flag = 1; // 标记已经接收到字符串
}// 主函数
void main() {InitUart();InitDS1302();flag = 0;while (1) {if (flag) { // 接收到时间字符串，设置闹钟和时间SetAlarm(time_buffer);Write_DS1302(DS1302_CMD_WRITE | 0x80, time_buffer[6] << 4 | time_buffer[7]);Write_DS1302(DS1302_CMD_WRITE | 0x82, time_buffer[3] << 4 | time_buffer[4]);Write_DS1302(DS1302_CMD_WRITE | 0x84, time_buffer[0] << 4 | time_buffer[1]);flag = 0;}ReadTime(); // 读取当前时间并发送到串口}
}// UART接收中断函数
void UartIsr() interrupt 4 {if (RI) { // 接收到数据ParseTime(); // 解析时间字符串}RI = 0;
}

4.2 LCD1602显示时钟

基于STC89C52控制LCD1602显示时间字符串的实现代码。

#include <reg52.h>
#include <stdio.h>// 定义Data和Command寄存器选择端口
sbit LCD_RS = P2^0;  // RS引脚（寄存器选择）
sbit LCD_RW = P2^1;  // RW引脚（读写选择）
sbit LCD_EN = P2^2;  // EN引脚（使能）// 定义数据总线端口
#define LCD_DATA P0    void DelayMs(unsigned int ms) {unsigned int i, j;for (i = 0; i < ms; i++)for (j = 0; j < 120; j++);
}void WriteCommand(unsigned char cmd) {LCD_RS = 0;  // 选择指令寄存器LCD_RW = 0;  // 写模式LCD_EN = 0;  // 低电平使能LCD_DATA = cmd;  // 发送指令DelayMs(1);  // 延时等待指令写入LCD_EN = 1;  // 高电平使能DelayMs(1);  // 持续一段时间LCD_EN = 0;  // 结束使能
}void WriteData(unsigned char dat) {LCD_RS = 1;  // 选择数据寄存器LCD_RW = 0;  // 写模式LCD_EN = 0;  // 低电平使能LCD_DATA = dat;  // 发送数据DelayMs(1);  // 延时等待数据写入LCD_EN = 1;  // 高电平使能DelayMs(1);  // 持续一段时间LCD_EN = 0;  // 结束使能
}void LCDInit() {WriteCommand(0x38);  // 设置显示模式为2行、5x8点阵字符WriteCommand(0x0C);  // 显示器开，光标关闭WriteCommand(0x06);  // 光标右移，整屏不移动WriteCommand(0x01);  // 清除显示并设置光标回到初始位置
}void LCDDisplayTime(char* time) {int i;WriteCommand(0x80);  // 设置光标位置为第一行的起始位置for (i = 0; i < 16; i++) {WriteData(time[i]);  // 在第一行显示时间字符串}WriteCommand(0xC0);  // 设置光标位置为第二行的起始位置for (i = 0; i < 16; i++) {WriteData(time[16 + i]);  // 在第二行显示时间字符串}
}void main() {char time_buffer[32] = "Current Time: 00:00:00";  // 时间字符串unsigned char sec = 0, min = 0, hour = 0;  // 当前时间变量LCDInit();  // 初始化LCD显示器while (1) {// 更新时间变量sec++;if (sec >= 60) {sec = 0;min++;if (min >= 60) {min = 0;hour++;if (hour >= 24) {hour = 0;}}}// 格式化时间字符串sprintf(time_buffer + 14, "%02d:%02d:%02d", hour, min, sec);// 显示时间字符串LCDDisplayTime(time_buffer);DelayMs(1000);  // 延时1秒}
}

代码使用LCD_RS、LCD_RW和LCD_EN分别表示LCD1602的RS、RW和EN引脚。数据总线通过LCD_DATA定义，连接到P0端口。先初始化LCD显示器，在一个无限循环中更新时间变量并格式化时间字符串，最后在LCD上显示时间字符串。

这篇关于51单片机+DS1302设计一个电子钟(LCD1602显示时间)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/499521。

相关文章

不懂推荐算法也能设计推荐系统

不懂推荐算法也能设计推荐系统

本文以商业化应用推荐为例，告诉我们不懂推荐算法的产品，也能从产品侧出发， 设计出一款不错的推荐系统。 相信很多新手产品，看到算法二字，多是懵圈的。 什么排序算法、最短路径等都是相对传统的算法（注：传统是指科班出身的产品都会接触过）。但对于推荐算法，多数产品对着网上搜到的资源，都会无从下手。特别当某些推荐算法 和 “AI”扯上关系后，更是加大了理解的难度。 但，不了解推荐算法，就无法做推荐系
阅读更多...
服务器集群同步时间手记

服务器集群同步时间手记

1.时间服务器配置（必须root用户） （1）检查ntp是否安装 [root@node1 桌面]# rpm -qa|grep ntpntp-4.2.6p5-10.el6.centos.x86_64fontpackages-filesystem-1.41-1.1.el6.noarchntpdate-4.2.6p5-10.el6.centos.x86_64 （2）修改ntp配置文件 [r
阅读更多...
第10章 中断和动态时钟显示

第10章 中断和动态时钟显示

第10章 中断和动态时钟显示 从本章开始，按照书籍的划分，第10章开始就进入保护模式（Protected Mode）部分了，感觉从这里开始难度突然就增加了。 书中介绍了为什么有中断（Interrupt）的设计，中断的几种方式：外部硬件中断、内部中断和软中断。通过中断做了一个会走的时钟和屏幕上输入字符的程序。 我自己理解中断的一些作用： 为了更好的利用处理器的性能。协同快速和慢速设备一起工作
阅读更多...
安卓链接正常显示，ios#符被转义%23导致链接访问404

安卓链接正常显示，ios#符被转义%23导致链接访问404

原因分析： url中含有特殊字符 中文未编码 都有可能导致URL转换失败，所以需要对url编码处理  如下： guard let allowUrl = webUrl.addingPercentEncoding(withAllowedCharacters: .urlQueryAllowed) else {return} 后面发现当url中有#号时，会被误伤转义为%23，导致链接无法访问
阅读更多...
C#实战|大乐透选号器[6]：实现实时显示已选择的红蓝球数量

C#实战|大乐透选号器[6]：实现实时显示已选择的红蓝球数量

哈喽，你好啊，我是雷工。 关于大乐透选号器在前面已经记录了5篇笔记，这是第6篇； 接下来实现实时显示当前选中红球数量，蓝球数量； 以下为练习笔记。 01 效果演示 当选择和取消选择红球或蓝球时，在对应的位置显示实时已选择的红球、蓝球的数量； 02 标签名称 分别设置Label标签名称为：lblRedCount、lblBlueCount
阅读更多...
day-51 合并零之间的节点

day-51 合并零之间的节点

思路 直接遍历链表即可，遇到val=0跳过，val非零则加在一起，最后返回即可 解题过程 返回链表可以有头结点，方便插入，返回head.next Code /*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {* int val;* ListNode next;* ListNode() {}*
阅读更多...
怎么让1台电脑共享给7人同时流畅设计

怎么让1台电脑共享给7人同时流畅设计

在当今的创意设计与数字内容生产领域，图形工作站以其强大的计算能力、专业的图形处理能力和稳定的系统性能，成为了众多设计师、动画师、视频编辑师等创意工作者的必备工具。 设计团队面临资源有限，比如只有一台高性能电脑时，如何高效地让七人同时流畅地进行设计工作，便成为了一个亟待解决的问题。 一、硬件升级与配置 1.高性能处理器（CPU）：选择多核、高线程的处理器，例如Intel的至强系列或AMD的Ry
阅读更多...
基于51单片机的自动转向修复系统的设计与实现

基于51单片机的自动转向修复系统的设计与实现

文章目录 前言资料获取设计介绍功能介绍设计清单具体实现截图参考文献设计获取 前言 💗博主介绍：✌全网粉丝10W+,CSDN特邀作者、博客专家、CSDN新星计划导师，一名热衷于单片机技术探索与分享的博主、专注于 精通51/STM32/MSP430/AVR等单片机设计 主要对象是咱们电子相关专业的大学生，希望您们都共创辉煌！✌💗 👇🏻 精彩专栏 推荐订阅👇🏻 单片机
阅读更多...
MiniGPT-3D, 首个高效的3D点云大语言模型，仅需一张RTX3090显卡，训练一天时间，已开源

MiniGPT-3D, 首个高效的3D点云大语言模型，仅需一张RTX3090显卡，训练一天时间，已开源

项目主页：https://tangyuan96.github.io/minigpt_3d_project_page/ 代码：https://github.com/TangYuan96/MiniGPT-3D 论文：https://arxiv.org/pdf/2405.01413 MiniGPT-3D在多个任务上取得了SoTA，被ACM MM2024接收，只拥有47.8M的可训练参数，在一张RTX
阅读更多...
SprinBoot+Vue网络商城海鲜市场的设计与实现

SprinBoot+Vue网络商城海鲜市场的设计与实现

目录 1 项目介绍2 项目截图3 核心代码3.1 Controller3.2 Service3.3 Dao3.4 application.yml3.5 SpringbootApplication3.5 Vue 4 数据库表设计5 文档参考6 计算机毕设选题推荐7 源码获取 1 项目介绍 博主个人介绍：CSDN认证博客专家，CSDN平台Java领域优质创作者，全网30w+
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2