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1、 单位代码 密 级 公 开 学 号 学士学位论文 基于单片机数字时钟的设计 论文作者：指导教师：学科专业：电子信息科学与技术（职教师资本科）提交论文日期：2011年3月24日论文答辩日期：2011年4月2日学位授予单位：重庆文理学院 中 国 重 庆2011年 4月 重庆文理学院本科生毕业论文（设计） 目 录摘 要：IAbstractII第一章 引言11.1单片机的发展史11.2 单片机的的应用11.3 单片机的发展趋势21.4 数字时钟方案论证比较31.4.1数字电路与单片机性能比较31.4.2数码管与LCD液晶显示性能比较4第二章 系统的硬件设计与实现52.1 系统概述52.2模块电路的设计
2、62.2.1 时钟电路62.2.2 液晶LCD1602显示电路72.2.3 复位电路与晶振电路92.3 总体电路图设计10第三章 系统的软件设计与实现113.1 程序的功能113.2 编程思路123.3 程序设计流程图133.3.1 DS1302 软件设计流程图153.3.2 LCD显示程序流程图153.3.3 时间闹铃设置流程图16第四章 系统的组装与调试164.1硬件系统的组装与调试174.2软件调试18第五章 结 论19参考文献21致 谢22重庆文理学院技术师范本科生毕业论文（设计） 中文摘要 II 摘要重庆文理学院技术师范本科生毕业论文（设计） 随着科技的快速发展和生活水平的不断提高，
3、人们对时钟的精确度和实用性要求越来越高。本文采用AT89S52单片机，通过DS1302日历芯片进行定时，并通过LCD1602液晶进行显示。通过C语言程序编写，将设计出更准确定时、更省电的数字时钟。单片机数字时钟具有设置时间、日期、星期的基本功能，并且能够显示年、月、日、时、分、秒、星期。单片机数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，实践证明单片机数字时钟具有更加准确性、精密性等功能。关键字：数字时钟；DS1302；LCD1602;AT89S52AbstractIn daily life, time is science, technology and everyday life is o
4、ne of the most basic physics, we often deal with temporal clocks, such as hand watch, wall clock, even on a computer program, the clock on the phone can be generalized a clock display on the clock, along with the rapid development of technology and the continuous improvement of living standards, peo
5、ple on the clocks accuracy and practical demand is higher and higher. Based on the single chip microcomputer principle, USES the monolithic integrated circuit AT89S52 series, through the hardware circuit and software production procedure formulation, will design a more accurate timing, electricity -
6、saving digital clock, SCM in performance or digital clock no matter in style have undergone a qualitative change, digital clock has proved microcontroller more accuracy, precision sex etc. Function. Key Words：Digital clock ; DS1302; LCD1602; 包洪：单片机数字时钟设计 21 第一章 引言1.1单片机的发展史单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。随着
7、大规模集成电路技术的发展，可以将中央处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）定时器计数器以及输入/输出（I/O）接口电路等主要计算机部件，集成在一块电路芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上，都已具有了微机系统的含义。由于单片机能独立执行内部程序，所以又称它为微型控制器（Microcontroller）。单片机自从问世以来，性能在不断的提高和完善，它不仅能够满足很多应用场合的需要，而且具有集成度高、功能强、速度快、体积小使用方便、性能可靠、价格低廉等特点。因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信、智能接口、商业营销等领域得到广泛的应用，并且正在逐步取代
8、现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视，所以更扩大了单片机的应用范围，也进一步促进了单片机技术的发展，单片机的发展史大致可分为三个阶段。第一阶段（1976-1978）：初级单片机微处理阶段。该时期的单片机具有8位CPU，并行I/O端口、8位时序同步计数器，寻址范围4KB，但是没有串行口。第二阶段（1978-1982）：高性能单片机微机处理阶段，该时期的单片机具有I/O串行端口，有多级中断处理系统，15位时序同步技术器，RAM、ROM容量加大，寻址范围可达64KB。第三阶段（1982-至今）：8位单片机微处理改良型及16位单片机微处理阶段。1.2 单片机的应用由于单片机具有显著的
9、优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：(1) 单片机在智能仪表中的应用单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。(2) 单片机在机电一体化中的应用机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集成机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微机控制 包洪：单片机数字时钟的设计 床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度。(3) 单片机在实时控制中的
10、应用单片机广泛地用于各种实时控制系统中。例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器。单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。(4) 单片机在分布式多机系统中的应用在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互联系、协调工作。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。(5) 单片机在人类生活中的应用自从单
11、片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。1.3 单片机发展趋势目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，其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：(1) CMOS化近年，由于CHMOS技术的进小，大大地促进了单片机的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以80C51取代8051为标准MCU芯片的
12、原因。因为单片机芯片多数是采用CMOS（金属栅氧化物）半导体工艺生产。CMOS电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。采用双极型半导体工艺的TTL电路速度快，但功耗和芯片面积较大。随着技术和工艺水平的提高，又出现了HMOS（高密度、高速度MOS）、CHMOS工艺以及CHMOS和HMOS工艺的结合。目前生产的CHMOS电路已达到LSTTL的速度，传输延迟时间小于2ns，它的综合优势已大于TTL电路。因而，在单片机领域，CMOS电路正在逐渐取代TTL电路。(2) 低功耗化单片机的功耗已从mA级，甚至1uA以下；使用电压在36V之间，完全适应电池工作。低功耗化的效应不仅是功耗低，而且带来了产品的
13、高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。(3) 低电压化几乎所有的单片机都有WAIT、STOP等省电运行方式。允许使用的电压范围越来越宽，一般在36V范围内工作。低电压供电的单片机电源下限已可达12V。目前0.8V供电的单片机已经问世。(4) 低噪声与高可靠性为提高单片机的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片厂家在单片机内部电路中都采用了新的技术措施。 1.4 数字时钟方案论证比较1.4.1 数字电路与单片机性能比较数字时钟系统可采用数字电路实现，也可以采用单片机来完成。若用数字电路完成，所设计的电路相当复杂，大概需要十几片数字集成块，其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现，焊接的过程比较复杂，成本也非常高。若用单片机来设计制作完成，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，那么就降低了硬件电路的复杂性，而且其成本也有所降低，所以在该设计与制作中采用AT89S52单片机，它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机，内带有8KB的Flash程序存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。另外，AT89S52的指令系统和引脚与8051完全兼容，片内有256B的RAM、32条IO口线、2个16位定时计数器、5个中断源、一个全双工串行口等，具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入
