一、研究目的及意义

天文，实验室，物理试验，遥测地震台测定基本参数时，均需要有精确的时间标记。所以设备都需要一台功能完善，计时精良，可靠性高的数字钟设备。钟表的数字化大大扩展了钟表原有的仅仅是计时的功能，使钟表具有了诸如定时自动报警、时间程序自动控制、定时广播等等之类的功能。由于数字集成电路的发展和石英晶体震荡器的广泛应用，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。因此研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

二、国内外研究现状

随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断地提高。人们对时钟的要求并不仅仅限于是看时间的一个工具，在实际应用中人们需要它更多扩展的功能。精度高、功能多、体积小、功耗少，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的多功能，数字化已经成为现在时钟研究的一个主要方向。数字钟越来越个性化，多样化，以及能把客户的需求与网站以联盟形式相互协作的趋势相结合。将使数字钟越来越受到人们的欢迎，普及在人们的生活之中。随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断地提高。时钟已不仅仅被看成一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。

数字钟是一种以数字电路为基础，综合了模拟电路和电路基础知识设计出的一种时间数字显示装置。数字集成电路的发展和石英晶体振荡器应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，随着科学技术及人们生活观念的改变，数字钟的设计显示出新的发展趋势：钟的外表更加的时尚，新颖，符合人们的审美；体积更加小，可方便携带；功能更加强大，研究出了很多其他例如闹钟定时等等的功能。人们对钟表的要求越来越高，这就使得研究更为先进的电子钟有良好的发展前景。

三、系统构成及相关原理

数字钟是利用单片机的内部的定时/计数器工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间，然后用例外一个计数器或软件计数的形式对基准试剂进行计数形成秒，秒计数60次形成了分，分计数60次形成时，时计数24次就形成了天并清零。然后通过译码管，数码管把他们的内容在对应的位置显示出来。另外为了使用的方便。也设计了按键，也可以通过按键对时分秒来进行调整，这样程序就增加了按键模块。

数字电子钟的设计方法有很多种,例如可以用中小规模的集成电路组成电子钟；用专用的电子钟芯片配以显示电路及所需要的外围电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟。这些方法各有特点,其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活,便于电子钟功能的扩充,即可以使用该电子钟发出控制信号的优点来完成实验。尽管目前市场上已经有了现成的数字钟集成电路芯片，使用比较的方便，但是数字时钟的基本组成包括了数字电路的主要的组成部分，因此数字时钟的设计是非常有必要的。

基于单片机的数字时钟设计是模块化设计,以单片机做主控制模块,控制时钟芯片等,又将数据控制输出到显示模块。总体设计原理图如下：

主要包括单片机最小系统，时钟信号电路模块，显示模块，语音模块、按键模块五个部分组成。由于需要写入单片机里的程序比较大，需要更大的ROM 空间，并且需要对程序不断的修改和写入。所以选择采用AT89S52作为主控制系统。其中AT89S52单片机作为核心，功耗小，电压可选用3~5V电压供电。AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一条I/O线都能独立地作输出或输入。基于AT89S52单片机的数字时钟系统具有显示准确、直观、易于调整等特点。它具有能用LCD实时显示年、月、日、时间，可以对时间进行调整，具有报时的功能，可显示万年历等功能。单片机自诞生以来给全世界人类的生活和工作起到了剧烈的变化,单片机在我国使用最早、最易掌握和应用,可以满足当今社会对单片机开发人才的大量需求。通过对基于单片机的能实现万年历功能，计时，任意时间报时功能的电子时钟的设计。通过该系统的设计对单片机的原理和功能有个比较系统和全面的掌握,了解，学习单片机的相关的一些知识和相关的应用。系统由主控制器AT89S52，语音报时模块电路、时钟信号电路、显示电路、按键模块等部分构成。能实现数字时钟的万年历显示的功能，能进行时、分、秒的显示、能整点语音报时。