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1、四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目: 专 业: _ _班 级:_ _学 号:_ _ _姓 名:_ _ _指导教师:_ _ _2008年 12 月 15 日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名学号班级专业设计（或论文）题目数字时钟的设计指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注设计（论文）内容：1.用C52单片机做主控制并提供时钟,用LCD显示时间,用4个按键调整时间;1.设计能支持年、月、日、星期、时、分、秒的时钟，时钟要具有时间调整功能;2.该设计要用keil软件进行编程与调试，利用Proteus 7 Professional软件进行绘制硬
2、件电路图且进行仿真。进度安排：1周：消化课题，收集有关资料，选择参考方案；2周：确定设计方案并熟悉部分器件的用途；3周：划分功能模块，设计单元电路；5周：分析电路原理，完成设计过程，撰写论文初稿；7周：按毕业论文的各项要求，整理论文；8周：修改、完善论文，检查定稿；9周：毕业答辩。主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：1.MCS-51单片机应用开发实用子程序 边春远 、王志强 主编 人民邮电出版社2.单片机的C语言应用程序设计马忠梅 马忠梅 主编 北京航空航天大学出版社3.单片机原理及接口技术（第3版） 李朝青 主编 北京航空航天大学出版社4.C语言程序设计（第四版） 谭浩
3、强 主编 清华大学出版5.单片机的C语言应用程序设计 马忠梅 籍顺心 张凯 马岩 主编 北京航空航天大学出版6.电子技术实践与实训 廖先芸主编，高等教育出版社审批意见教研室负责人：年 月 日目录摘要1第一章 绪论2第二章 设计要求与方案论证32.1 设计要求32.1.1 基本要求32.1.2发挥部分32.2 系统基本方案选择和论证32.2.1 芯片的选择32.2.2 显示模块选择方案和论证32.2.3 时钟信号的选择方案和论证42.3 电路设计最终方案决定4第三章 系统的硬件设计与实现53.1 数字钟电路设计框图53.2 系统硬件概述53.3 硬件电路结构的设计53.3.1 单片机主控制模块的
4、设计53.3.2 显示模块的设计63.3.3 电路原理及其说明73.3.4 LED原理说明93.3.5 开关模块说明11第四章 系统的软件设计124.1 程序流程框图124.2 LCD的初始化与及显示程序13第五章 系统调试155.1硬件调试155.2软件调试15结论16致谢17参考文献18附录19摘要数字钟是对.年、月、日、周、时、分、秒，数字显示及到时提醒的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,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。最常见的数字
5、钟通常使用单片机模块控制，一种用单片机原理实现时、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，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。本次设计就是通过用单片机为主控制，通过电路仿真而实现。首先使用Proteus 7 Professional软件进行绘制硬件电路图，用keil软件进行编程与调试，最终生成hex文件，传入单片机内部，从而实现仿真效果。此次设计的多功能数字时钟具有显示年、月、日、周、时、分、秒及对各日期与时间的调整、校正功能。整个时钟通过简易的键盘来实现各个功能，界面简洁、直观、易于操作。关键词：数字钟、仿真、单片机第一章 绪论20世纪末，单片机技术
6、获得了飞速的发展，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。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。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
7、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时钟，数字时钟是一种用单片机原理实现时、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，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字时钟是采用单片机原理实现对.年、月、日、周、时、分、秒，数字显示及到时提醒的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式
8、钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。第二章 设计要求与方案论证2.1 设计要求2.1.1 基本要求1 设计能支持年月日星期时分秒的时钟，时钟要具有时间调整功能。2 该设计要用keil软件进行编程与调试，利用Proteus 7 Professional软件进行绘制硬件电路图且进行仿真。2.1.2发挥部分1 闹钟时间精度。2 时钟
9、功耗小于0.5MA/5V。2.2 系统基本方案选择和论证本时钟的设计具体有两种方法。一是通过单纯的数字电路来实现；二是使用单片机来控制实现。本次设计选取了较为简单的单片机控制；而选择这一方法后还要进行各个芯片的选择。以下是我在这次设计中所用的方案。2.2.1 芯片的选择方案一：采用AT89C51芯片，其为高性能CMOS 8位单片机，该芯片内含有4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）、 32位可编程I/O口线、2个16位定时/计数器、6个中断源、可编程串行UART通道及低功耗空闲和掉电模式，但是由于AT89C51芯片可擦写的空
10、间不够大，且中断源提供的较小，为防止运行过程中出现不必要的问题，我们不选用AT89C51。方案二:采用AT89C52芯片，它除了具备AT89C51的所有功能与部件外，其最大的优势就是AT89C52提供了8K字节可擦写Flash闪速存储器空间、8个中断源、及256*8字节内部存储器（RAM），解决了我们对可反复擦写的Flash闪速存储器空间大小与中断源的不够问题的担心。2.2.2 显示模块选择方案和论证方案一：采用LED数码管显示，显示较为清楚，但是由于设计要求时钟功能比较重要，因此用如用LED进行显示会使得硬件电路较为复杂，且在软件实现上也较难，为实现功能带来了一定的困难。方案二：采用LCD，
11、电路比较简单，且在软件设计上也相对简单，具有低功耗功能，能够满足设计最优的要求。因此，在设计中我采用的显示模块是LCD显示。2.2.3 时钟信号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的秒信号，使用程序实现年、月、日、周、时、分、秒计数。采用此种方案可减少芯片的使用，节约成本，实现的时间误差较小，但程序设计较为复杂。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,256位的RAM作为数据暂存区，工作电压2.5V5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA。且硬件电路连接较为简
12、单，程序设计容易实现。2.3 电路设计最终方案决定综上各方案所述,对此次数字时钟的方案选定为: 采用AT89C52作为主控制系统; 并由其定时计数器提供时钟; LCD作为显示电路,来实现功能。第三章 系统的硬件设计与实现3.1 数字钟电路设计框图LCD动态扫描显示模块AT89C52主控制器开关调节模块晶振电路模块复位电路图（3-1）电路设计框图3.2 系统硬件概述该电路是由AT89C52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作；时钟电路也由AT89C52单片机提供，减少芯片的使用，节约成本，它可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。时间显示部份采用
13、液晶LM016L（LCD）。3.3 硬件电路结构的设计3.3.1 单片机主控制模块的设计此次单片机数字时钟的设计采用AT89C52为主控制芯片，并由其定时器提供时钟，利用LCD进行时间按显示。下图为用Proteus软件画的原理图：图（3-2）仿真电路图3.3.2 显示模块的设计如图(3-4)所示，该设计采用液晶显示装置即把时钟信号以及温度信号同时显示在液晶显示器上，不仅结构简单清新可见，而且省电也容易控制。数据的传输采用P0口进行控制, 其引脚VSS接地，VEE接VCC，RS和RW、E是显示器的控制端分别由单片机的引脚P1.0、P1.1、P1.3进行控制。而VDD是作为液晶显示器的灰度调节引脚
14、，接一变阻器来改变其显示的清晰度。图(3-3) LM016L液晶显示器3.3.3 电路原理及其说明1 主控制芯片AT89C52的原理及说明AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和蔼可亲256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。图(3-4)AT89C52引脚2 主要性能参数：与MCS-51产品指令和引脚完全兼容8k字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作:0Hz24MHz三级加密程序存储器2568字节内部RAM32个可编程I/O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3 引脚功能
