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1、基于单片机的数字时钟加闹钟的设计与制作题 目 基于单片机的数字时钟加闹钟的设计与制作 1绪论21.1引言21.2研究目的21.3系统基本方案选择和论证21.3.1单片机芯片的选择方案和论证：21.3.2显示模块选择方案和论证：21.3.3时钟芯片的选择方案和论证：21.3.4电路设计最终方案确定31.4 硬件系统框图32 主要元件介绍42.1 STC89C52以及最小系统介绍42.1.1 ST89C52单片机：42.1.2 计时芯片DS1302：52.1.3字符液晶显示屏LCD1602资料：62.1.4 电源模块：83. 硬件电路连接图：83.1单片机的连接图83.2 DS1302计时模块93
2、.3 LCD1602液晶显示模块93.4 按键模块94. 系统的软件设计：104.1 软件设计流程图：105. 系统的调试：116. 总结：12参考文献13附录一：14附录二：15附录三：29 嵌入式综合课程设计III（基于单片机的数字时钟加闹钟的设计与制作） 任务提出：随着单片机技术的飞速发展，在其推动下，现代的电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高。时间就是金钱、时间就是生命、时间就是胜利，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要，时钟是我们生活中必不可少的工具。电子钟的设计方法有很多种，但是基于单片机并
3、通过LCD显示的电子时钟具有编程灵活、精确度高、便于携带、显示直观等特点。利用STC89C52单片机对DS1302时钟芯片进行读写操作并通过LCD1602字符液晶显示实时时钟信息，这样便构成了一个单片机电子时钟。 设计要求：利用单片机作为核心控制器件，制作一个数字时钟。要求其具有如下功能： 具有年、月、日、星期、时、分、秒显示功能； 具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能； 具有闹钟显示、调节设定、鸣叫功能； 计时器模块能够准确计时； 显示模块能够清晰、稳定显示，不出现乱码； 输入模块能够正确输入指令； 控制模块能够正确控制输入、输出显示； 整个系统能够正常、稳定工作。陕西理工学院课程设计论
4、文摘 要随着单片机技术的飞速发展，在其推动下，现代的电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高。时间就是金钱、时间就是生命、时间就是胜利，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要，时钟是我们生活中必不可少的工具。电子钟的设计方法有很多种，但是基于单片机并通过LCD显示的电子时钟具有编程灵活、精确度高、便于携带、显示直观等特点。利用STC89C52单片机对DS1302时钟芯片进行读写操作并通过LCD1602字符液晶显示实时时钟信息，这样便构成了一个单片机电子时钟。 【关键词】：单片机，电子时钟，STC89C52，蜂
5、鸣器1绪论1.1引言时间，对人们来说是非常宝贵的，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。因此自从时钟发明的那刻起，就成为人类的好朋友。随着时间的流逝，科学技术的不断发展和提高，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、更方便、更精确的显示时间，这就要求人们不断设计研发出新型的时钟。高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行
6、时和分的校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在单片机的应用系统中，时钟有两个方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时器计数器来实现；二是用专门的时钟芯片实现。1.2研究目的通过利用STC89C52单片机和DS1302芯片以及外围的按键和LCD显示器等部件，设计一个基于单片机的电子时钟。设计的电子时钟通过液晶显示器显示，并能通过按键对时间以及闹钟进行置。1.3
7、系统基本方案选择和论证1.3.1单片机芯片的选择方案和论证：方案一: 采用STC89C52芯片作为硬件核心。STC89C52内部具有8KB ROM 存储空间,512字节数据存储空间，带有2K字节的EEPROM存储空间，与MCS-51系列单片机完全兼容,STC89C52可以通过串口下载。方案二: 采用AT89S52。AT89S52片内具有8K字节程序存储空间，256字节的数据存储空间没有EEPROM存储空间，也与MCS-51系列单片机完全兼容，具有在线编程可擦除技术。两种单片机都完全能够满足设计需要，STC89C52相对ATS89C52价格便宜，且抗干扰能力强。考虑到成本因素，因此选STC89C
8、52。1.3.2显示模块选择方案和论证：方案一：采用点阵式数码管显示。点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且也相对较高,所以不用此种作为显示。方案二：采用LED数码管动态扫描。LED数码管价格便宜,对于显示数字最合适,但功耗较大，且显示容量不够，所以也不用此种方案。方案三：采用LCD液晶显示屏。液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字，显示多样,清晰可见,且价格适中，所以采用LCD数码管作为显示。1.3.3时钟芯片的选择方案和论证：方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减
9、少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。方案二：采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,工作电压2.5V5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA. 1.3.4电路设计最终方案确定综上各方案所述,对此次作品的方案选定:采用STC89C52单片机作为主控制系统;采用DS1302作为时钟芯片;采用LCD1602液晶作为显示器件。1.4 硬件系统框图单片机DS1302计时模块键盘输入模块LCD1602显示模块蜂鸣器该系统采用单片机89C52作为控制芯片，把DS130
10、2计时模块传来的信息和键盘输入的指令进行处理，控制着液晶屏LCD1602的显示和蜂鸣器的驱动。2 主要元件介绍2.1 STC89C52以及最小系统介绍2.1.1 ST89C52单片机：1. 主要性能参数：与MCS-51产品指令和引脚完全兼容。8字节可重擦写FLASH闪速存储器1000 次擦写周期全静态操作：0HZ-24MHZ三级加密程序存储器256X8字节内部RAM32个可编程I/0口线3个16 位定时计数器8个中断源可编程串行UART通道、低功耗空闲和掉电模式。2. 功能特性： STC89C52 提供以下标准功能：8字节FLASH闪速存储器，256字节内部RAM , 32个I/O口线，3个1
11、6 位定时计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电上作模式。空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM，定时计数器串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位.3. 管脚图：STC89C52引脚介绍：主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端控制引脚（4根）RST
12、/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。P0口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7 P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0P1.7 P2口（P
13、in21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.7 2.1.2 计时芯片DS1302：1.概述：DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整。时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线RES复位 I/O数据线 SCLK串行时钟。RAM的读/
14、写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mW。2. DS1302功能特性：双电源管脚用于主电源和备份电源供应VCC1为可编程涓流充电电源；附加七个字节的存储器；实时时钟具有能计算2100年之前的秒、分、时、日、日期、星期、月、年的能力，还有闰年调整的能力31*8位暂存数据存储RAM；串行I/O口方式使得管脚数量最少；宽范围工作电压2.05.5V；工作电流2.0V时,小于300nA；读/写时钟或RAM数据时有两种传送方式：单字节传送和多字节传送字符组方式；8脚DIP封装或可选的8脚SOIC封装；简单3线接口；与TTL兼容（VCC=5V）；可选工业级温度范围:-40+85。3. 管脚描述：X1、X232.768KHz晶振管脚GND地RST复位脚I/O数据输入/输出引脚SCLK串行时钟VCC1、VCC2电源供电管脚4. DS1302的控制字如表所示。控制字节最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据；位5至位1指示操作单元的地址；最低有效位（位0）如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始传输。DS1302控制字数据输入输出（I/O）在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据
