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1、信息科学与技术学院单片机原理及应用课程设计报告 课题名称：基于STC89C52单片机电子钟设计学生姓名： 黄友 学 号： 2010508119 专业年级： 电信10（2）班 指导教师： 张更新 完成时间： 2013-07-06 1目 录1.直流电机控制系统概述11.1系统描述11.2直流电机概述12.题目及要求22.1 题目22.2要求23直流电机功能设计及描述23.1直流电机的介绍23.1.1直流电机的结构23.1.2直流电机的工作原理23.1.3直流电机主要技术参数33.1.4直流电机的特点33.1.5直流电机的用途43.2数码管转速显示43.3电动机驱动电路设计53.4控制直流电机的状态
2、53.5模块流程64.总体方案设计64.1 设计思路64.2 设计原理74.3运行环境74.4详细设计74.4.1 所需元件及功能75.直流电动机调速控制电路仿真85.1原理图布局85.2运行结果图96.源代码117.总结138.参考文献14基于STC89C52单片机电子钟设计1.单片机电子钟系统概述1.1电子钟的描述数字电子钟是采用电子电路实现对年、月、日、时、分、秒数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体震荡器的广泛应用，使得数字电子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，成为人们日常生活中不可缺少的必需品。1.2电子钟的概述20世纪末，电子技术获
3、得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，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，产品更新换代的节奏也越来越快。随着科技的发展和社会的进步，人们对钟表的要求也越来越高，传统的钟表已不能满足人们的需求。单片机在多功能电子钟中的应用已是非常普遍的，人们对电子钟的功能及工作顺序都非常熟悉。电子时钟是采用数字电路实现对时间、日期数字显示的计时装置，是人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、航站、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞
4、机上各个仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理；以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是智能使用复杂的模拟电路、然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，与元件不断老化，控制精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了。随着电子技术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使用起来很不方便。根据这种实际情
5、况，设计了一个单片机多功能电子钟系统，他可以避免多种控制器的混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制，同时又可以进行时钟校准，它可以任意设置时间。这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人们的劳动，扩大了数字化的范围，为家庭数字化提供了可能。2.题目及要求2.1 题目基于STC89C52单片机电子钟设计2.2要求（1）在LCD1602液晶显示器上显示年份、月、日、星期、时、分、秒、。（2）年-月-日-星期显示在第一行，格式XX-XX-XX-星期X；时-分-秒显示在第二行，格式XX-XX-XX（24小时格式） （3）用按键任意更改显示的时间： 1）S1按键功能是停止时钟，进行设置显示的时间，光标
6、移动。 2）在s1按下的时候，s2进行时间的增加。按一次就增加1。 3）在s2按下的时候，s3进行时间的减少。按一次就减少1.3.方案选择与论证3.1 单片机芯片的选择方案和论证（1）、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。（2）、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
7、术。由两种单片机都完全能够满足设计需要，而STC89C52相对ATS89C52价格便宜，且抗干扰能力强。考虑到成本因素，因此选用STC89C52。3.2 显示模块选择方案和论证（1）、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，可用来显示数。但体积较大，且价格也相对较高，从便携实用的角度出发，不采用此种方案。（2）、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。（3）、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，所以采用了LCD数
8、码管作为显示。3.3 电路设计最终方案决定综上各方案所述,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1602 LCD液晶作为显示器件。4.硬件原理电路图的设计及分析4.1 STC89C52介绍4.1.1 STC89C52主要功能及PDIP封装STC89C52是由深圳宏晶科技公司生产的与工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机。STC89C52主要功能如表2.1所示，其PDIP封装如图2.1所示主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2
9、个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能表2.1 STC89C52主要功能4.1.2 STC89C52引脚介绍(1) 主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线(2) 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(3) 控制引脚（4根）RST/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
10、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。(4) 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P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：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图2.1
11、 STC89C52 PDIP封装图4.1.3 STC89C52最小系统 最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。STC89C52最小应用系统电路如图2.2所示。它包含五个电路部分：电源电路、时钟电路、复位电路、片内外程序存储器选择电路、输入/输出接口电路。其中电源电路、时钟电路、复位电路是 保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可。(1) 电源电路 芯片引脚VCC一般接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源电压范围在45.5之间，可保证单片机系统能正常工作。为提高电路的抗干扰性能，通常在引角Vcc与GND之间接上一个10uF的电解电容和一个0.1uF陶片电容，
12、这样可抑制杂波串扰，从而有效确保电路稳定性。(2) 时钟电路 单片机引脚18和引脚19外接晶振及电容， STC89C52芯片工作频率可在233MHz范围之间选，单片机工作频率取决于晶振XT的频率，通常选用11.0592MHz晶振。两个小电容通常取值3pF，以保证振荡器电路的稳定性及快速性。(3) 复位电路 一般若在引脚RST上保持24个工作主频周期的高电平，单片机就可以完成复位，但为了保证系统可靠地复位，复位电路应使引脚RST保持10ms以上的高电平。如图复位电路带有上电自动复位功能，当电路上电时，由于C1电容两端电压值不能突变，电源+5V会通过电容向RST提供充电电流，因此在RST引脚上产生
13、一高电平，使单片机进入复位状态。随着电容C1充电，它两端电压上升使得RST电位下降，最终使单片机退出复位状态。正常运行时，可按复位按钮对单片机复位图2.2 STC89C52最小系统4.2 LCD1602液晶显示器介绍4.2.1 LCD 1602液晶概述工业字符型液晶，LCD1602是指显示的内容为16*2，能同时显示两行，每行16个字符。常见的1602字符液晶有两种，一种显示绿色背光黑色字体，另一种显示蓝色背光白色字体，目前市面上绝大多数基于HD44780液晶芯片控制，原理是完全相同的。本课题所用1602液晶模块，显示屏是蓝色背光白色字体。如图2.5所示 图2.5 LCD 1602字符液晶4.
14、2.2 LCD1602引脚介绍编号符号引脚说明编号符号引脚说明1GND电源地2VCC电源正极3VO液晶显示对比度调节端4RS数据/命令选择端5R/W读写选择6E使能信号7D0数据口8D1数据口9D2数据口10D3数据口11D4数据口12D5数据口13D6数据口14D7数据口15BLA背光电源正16BLK背光电源负表2.4 1602字符液晶引脚说明各个引脚具体功能说明：第1脚：GND为地电源。第2脚：VCC接5V正电源。第3脚：VO为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生重影，使用一个1K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：DB0DB7为8位双向数据线。第1516脚：背光灯电源。4.2.3 LCD1602字符液晶使用方法（1）基本操作时序操作输入输出读状态RSL，RWH，EHD0
