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1、1任务书任务书课题名称课题名称LCD 电子钟的设计电子钟的设计 指导教师（职称）指导教师（职称）臧大进臧大进 宋洪儒宋洪儒执行时间执行时间2013 2014 学年第学年第 2 学期学期 第第 15 周周 学生姓名学生姓名学号学号承担任务承担任务 搜集课题相关资料搜集课题相关资料 总体方案设计选择总体方案设计选择 绘制电路图并调试绘制电路图并调试 编程及仿真分析编程及仿真分析设计目的设计目的1、进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。 2、掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制 方法。 3、通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方 法和技术，了解有关电路参数的计算方法。 4、通
2、过程序设计和仿真，逐步掌握模块化程序设计方法和 仿真软件的使用。 5、通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使 学生了解开发单片机应用系统的全过程，为今后从事相应 打下基础。设计要求设计要求制作一个 LCD 显示的电子钟，在 LCD 显示器上显示当前的时间。 1、 使用字符型 LCD 显示器显示时间。 2、 显示格式为“时时：分分：秒秒” 。 3、 用 4 个功能键操作来设置当前时间。功能键 K1-K4 功能如下。 K1-进入设置现在的时间。 K2-修改小时，并显示修改结果。 K3-修改分钟，并显示修改结果。 K4-确定完成设置。2摘摘 要要 单片机,是集 CPU、RAM、ROM、定时
3、器、计数器和多种接口于一体的微控制 器。自 20 世纪 70 年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和 关注。它体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性 高、灵活性好、开发较为容易，广泛应用于智能生产和工业自动化上。 本系统为基于 DS1302 的多功能电子钟，以 AT89C51 单片机作为主控芯，采 用实时时钟芯片 DS1302，使用 LCD1602 液晶作为显示输出。该系统走时精确， 具有显示时、分、秒的功能，本文将详细介绍 AT89C51 单片机和 DS1302 时钟芯 片的基本原理，从软件和硬件电路的实现两大方面进行分析。关键词关键词 ：AT89C51
4、单片机 LCD 液晶屏 DS302 时钟芯片 3目录目录第一章第一章 绪论绪论.4 4 1.1 AT89C51 单片机概述.4 1.2 LCD 概述.4 1.3 DS1302 简介.4 1.4 本设计任务 .5 第第 2 2 章章 总体方案论证与设计总体方案论证与设计 .5 5 2.1 显示部分 .5 2.2 数字时钟 .5 2.3 总体硬件组成框图.6 第第 3 3 章章 系统硬件设计系统硬件设计.7 7 3.1 AT89C51 单片机最小系统.7 3.2 时钟模块 .7 3.3LCD 液晶显示模块.8 3.4 按键模块.8 3.5 整体电路.9 第第 4 4 章章 系统的软件设计系统的软件
5、设计.1010 4.1 主程序设计 .10 4.2 时间设定程序流程 .10 第第 5 5 章章 系统调试与测试结果分析系统调试与测试结果分析.1212 5.1 使用的仪器仪表 .12 5.2 系统调试 .12 5.2.1 硬件调试 .12 5.2.3 硬件软件联调 .12 5.3 测试结果 .12 设计心得体会设计心得体会.1414 参考文献参考文献.1515 附录附录 程序程序.16164第一章第一章 绪论绪论在新的世纪我们已经步入了第二个十年，随着全球经济的复苏和发展，由于在世界范围内人类需求的巨大释放，以及消费结构的升级，同时传统能源的 稀缺以及带来的环境的破坏，都将带来新一轮的科技革
6、命的巨变。因此，更适 合人类社会协调、健康、可持续发展的新能源、新材料等便应运而生。LCD 作 为一种新的材料，LCD 的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高，生 产也得到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。 然而随着人们生活节奏的加快，时间对人们的重要性也越来越重要，因此，拥有一个不错的时钟对人们的生活将带来很大的方便。时钟，自从它发明的那 天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对 时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务， 怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。1.1AT89C51
7、 单片机概述AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性 能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦 除 1000 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标 准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。 AT89C51 单片机有 40 个引脚，其中包含 2 个专用于主电源的引脚，2 个外 接晶体的引脚，4 个控制或与其它电源复用的引脚，以及 32 条输入输出 I/O 引 脚。1.2 LCD 概述LCD 液晶显示器是 Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两 片平行的玻璃
8、当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电 线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。 LCD 可以分为为两种类型，一种是文字模式 LCD，一种是绘图模式 LCD。 LCD1602 属于字符型液晶，能够同时显示 16x2 即 32 个字符。可以与 8 位 CPU 相联，指令功能强可以组合成各种输入、显示、移位方式以满足不同要求。 显示黄绿带背光，显示对比度可以调节，正常工作电压（VDD）为+5V，工作电 流约为 2mA(不计背光功耗)，同时可靠性高寿命达 50，000 小时（25） 。1.3 DS1302 简介DS1302 是美国 DALLAS 公司推出
9、的一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时 钟芯片，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿 功能，工作电压宽达 2.55.5V。时钟可工作在 24 小时格式或 12 小时5（AM/PM）格式。 DS1302 与单片机的接口使用同步串行通信，仅用 3 条线与之 相连接。可采用一次传送一个字节或突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据。DS1302 内部有一个 318 的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升级产品，与 DS1202 兼容，但增加了主电源后背电源双 电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。 1.4本
10、设计任务 本系统以单片机芯片为核心部件，利用合理的程序控制，在液晶显示屏上 实现各个功能并且显示等功能，使其显示直观、功能多样、电路简洁等诸多优 点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。第第 2 2 章章 总体方案论证与设计总体方案论证与设计本设计采用 AT89C51 单片机作为本系统的控制模块。单片机可把 DS1302 中 的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度、日历和 闹铃的显示。以 LCD 液晶显示器为显示模块，把单片机传来的数据显示出来， 并且显示多样化。在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切 换。下面对各模块的设计逐一进行论证比较。2.1 显示部分 显示部分是本次设计的重要部分，一般有以下两种方案： 方案一：采用 LED 显示，分静态显示和动态显示。对于静态显示方式，所 需的译码驱动装置很多，引线多而复杂，且可靠性也较低。而对于动态显示方 式，虽可以避免静态显示的问题，但设计上如果处理不当，易造成亮度低，有闪烁等问题。 方案二：采用 LCD 显示。LCD 液晶显示具有丰富多样性、灵活性、电路简 单、易于控制而且功耗小等优点，对于信息量多的系统，是比较适合的。 鉴于上述原因，我们采用方案二。2.2 数字时钟 数字时钟是本设计的核心的部分。根据需要可采用以下两种方案
