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1、 网络教育学院单片机原理及应用大作业 题 目： 题目一：单片机电子时钟设计 学习中心： 请核对题目一致再下载 层 次： 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学生姓名： 目 录第一章 基于51系列单片机的电子时钟设计与制作的概述- 5 -1设计任务与要求- 5-2方案设计选择- 6 -3系统主要方框图-7-第二章硬件单元电路设计与参数计算- 7 -1电源电路- 7 -2单片机最小系统电路- 7 -3按键电路- 8 -4时钟电路- 9 -5LCD1602显示电路- 10 -6软件设计流程图- 11 -7总原理图- 11 -第三章 仿真测试- 12 -第四章 程序- 13 -第五章 心得体
2、会- 19 -第一章 基于51系列单片机的电子时钟设计与制作的概述前 言目前，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
3、机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。经多方查阅资料、反复论证设计出了这款简单实用的单片机电子时钟。1设计任务与要求（1）首先介绍课题背景，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件功能分配、核心器件的选型等；（2）对系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电路原理图设计等； （3）对系统软件进行设计，选用汇编语言或C语言编写程序，给出软件开发流程；（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。2方案设计选择根据上述设计要求，结合现有元件，利用集成芯片完成具有以上功能的电路。1）由于需要准确显示时钟日历（年月日时分秒），这里对于显示的选择比较：（1）数码管显示，优点价格便宜，但是不
4、能显示复杂的英文，显示出来很大，布线不易，不美观。（2）LCD1602,价格适中，可以显示复杂的英文，功耗不大，外观较小，计较符合（3）LCD12864,彩屏，如果用这些，可以显示中文，还用一些图片，但是价格较高，秉着合理利用的原则，不大材小用，决定放弃。2）由于需要准确显示时钟日历（年月日时分秒），这里对应时钟的选择作出比较：（1）可以利用单片机自己自带的定时器精确定时,在通过软件控制,这样就减少了硬件的成本,但是这样需要晶振绝对的稳定,而且掉电数据不保存,还没有年月星期的自动调整功能,对程序的要求很高,不易控制.(2)DS1302它可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补
5、偿等多种功能。不必在程序上做太多的处理,与单片机的接口简单,掉电有备用电池用来供电保存数据。所以非常适合要求3）单片机的选型（1）DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。但是对于我们来说，一个是它需要你熟悉它，会运用，这个我们还没有达到。就算我们会用，在一个问题是价格贵，买不起，封装不是DIP的，不易实验，所以又是大材小用，很没有必要选
6、择这么高级的。（2）AT89S82是一款非常流行的单片机了，很适合我们的任务所需，但是他的下载电路并不是那么的简单，再说这个是国外生产的，何必用呢？（3）STC89C52RC是非常值得推荐的，STC是在深圳的一家8051单片机设计生产公司。STC系列的单片机现在在中国的51单片机市场上占有较大比例。宏晶科技现已成长为全球最大的8051单片机设计公司，完完全全的中国制造，它是AT89S52的增强版本，技术成熟，运用稳定，下载电路非常方便，很适合我们选择用5V电源STC89C52RC3系统主要方框图按键液晶显示时钟芯片第二章 硬件单元电路设计与参数计算1.电源电路图中J1为电源插座，S5为带锁开关
7、，要特别主意这来个的封装，很容易错。利用外部电源直接提供5V直流电源接入电源接口，再通过带锁开关控制导通情况。图中LED起到指示作用，当通电时亮，电阻为限流作用一般接220 1 K，不接后果很严重，LED只亮一下。2单片机最小系统电路关于最小系统和STC89C52RC单片机的介绍网上有很多,非常容易搜到,这里就不累赘!这里讨论几个问题: 1）要使STC89C52RC复位需要两个机器周期的高电平,我们用的是12M晶振，那么一个机器周期为1/12M=1uS，当S4按下时，C3迅速导通通电，此时9脚为高电平，松开后电容要电，起到延时的作用，t=C3*(R8+R2)=0.11S2uS,足够为复位提供搞
8、电平2）三点式电容震荡是单片机所用到的，这里只是外面接两个电容而已，电容要求小于47P,一般晶振不大于48M3）相对余AT的单片机STC下载简单多了，这里只是引出了四条线，分别为VCC,GND,TXD,RXD,只需四根线就可以完成下载，而却可以通过引出的端口对板上供电。3按键电路按键电路主要是别忘了加上拉电阻，要不就不稳定了，这里用了四个按键作为功能键，一个按键作为复位键对应分别为：S0 功能选择，S1 减，S2 加，S3 确认，S4 复位。4时钟电路DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采
9、用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.55.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302的外部引脚分配如图1所示及内部结构如图2所示。DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此广泛应用于测量系统中。 1.各引脚的功能为： Vcc1：主电源；Vcc2：备份电源。当Vcc2Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2
10、Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电。 SCLK：串行时钟，输入，控制数据的输入与输出； I/O：三线接口时的双向数据线； CE：输入信号，在读、写数据期间，必须为高。该引脚有两个功能：第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输的方法。5LCD1602显示电路LCD1602可以显示16*2=32个字符，也可以用来显示一些汉字图片（利用取模软件提取），原理图中的可调电阻是用来调节字符显示的亮度的，调节是要有耐心，应为用到的是精密可调电阻，这个需要转很多圈，不容易显示出来，注意不能跳到太亮，要不很容易烧掉液晶，下面为接口说明，一般不显示很可能是程序的
11、问题和可调电阻没有调节好，至于介绍网上很容易找到。6软件设计流程图开机开机画面显示N是否有按键按下Y检测那个按键按下减键功能选择键复位键确认键加减7总原理图第三章 仿真测试（1）首先在protues中仿真调好，在程序中要特别注意与硬件中引脚对应上（2）按键的测试比较简单，只要你对应的按键能够实现相应的功能就可以，不可以，那么肯定是硬件或者连接线的问题了。（3）元件清单原件名称数量原件名称数量STC89C52RC1103可调电阻1DS13021102排阻（9脚）1DS130214.7K电阻1LCD1602110K电阻232.768K晶振30P电容212M晶振14.7电阻1小按键110uF电容24
12、70电阻1104电容3100uF电容2470uF电容21K电阻12第四章 程序. ORG 0000H ;程序开始入口LJMP STARTORG 0003H ;外中断0中断程序入口RETIORG 000BH ;定时器T0中断程序入口LJMP INTT0 ;跳至INTTO执行ORG 0013H ;外中断1中断程序入口RETIORG 001BH ;定时器T1中断程序入口LJMP INTT1ORG 0023H ;串行中断程序入口地址RETI;-主程序-;START: MOV R0,#70H ;70给R0,清70-7FH显示内存MOV R7,#0FHCLEARDISP: MOV R0,#00H ;0给R0中的数为地址的内存中存放(70H)INC R0DJNZ R7,CLEARDISPMOV 78H,#2 ;默认时间为12:00,闹钟5:00MOV 79H,#1MOV 74H,#2 ;防止上电时数码管显示00小时MOV 75H,#1MOV 66H,#1 ;中断退出时66H为1时,分、时计时单元数据移入显存标志MOV 68H,#1 ;上电默认闹钟开状态MOV 7DH,#6 ;闹钟时十位MOV 7CH,#3MOV 69H,#
