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1、陕西理工学院毕业设计 毕业设计 题 目： 多闹点数字钟的设计 学生姓名： 朱旭 学号： 1110064094 所在院(系)： 物 理 与 电 信 工 程 学 院 专业班级： 电子信息科学与技术1103班 指导教师： 宋 卫 星 完成地点： 博远楼C1004教室 多闹点数字钟的设计朱旭（陕理工物理与电信工程学院电子信息科学与技术专业1103班，陕西汉中 723001）指导教师：宋卫星摘要 多闹点数字钟是由单片机作为数字钟的核心控制器，通过它的时钟信号进行实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。本设计是以单片机STC89C52为核心元件同时采用LCD显示器动态显示“时”、“分”
2、、“秒”、“年”、“月”、“日”的现代计时装置。更重要的是具有闹钟功能,至少可设置两个时间闹点，利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点。关键词 多闹点、STC89C52、LCDMake more the design of the digital clockzhuxu（Grade11,Class3,Major Electronic Information Science and Technology,Physics Dept.,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi）Tutor: Songweixin
3、gAbstract : Make more digital clock is very common, by single chip microcomputer as the core of the digital clock controller, through its function of timing clock signal, the time data by the MCU output, using the monitor display. This design has the functions of digital clock timing, when the schoo
4、l, is based on single chip microcomputer AT89C52 as the core element and USES the dynamic display of the LCD display when, points and second, year, month, day modern timing devices. Also has alarm clock function, using the singlechip microcomputer digital clock has a flexible programming, function e
5、xpansion conveviently.Key words : Make more alarm clock 、STC89C52、LCD目 录引言11 设计要求及目的11.1 设计要求11.2 设计思想11.3 总体设计方案12 硬件设计22.1 单片机简介22.2 复位电路设计22.3 蜂鸣器电路设计32.4 按键电路设计32.5 晶振电路设计32.6 时钟电路设计42.7 LCD显示部分53 程序设计53.1 程序设计概述53.2 多闹点的实现54 多闹点数字钟的Protues软件仿真64.1 Protues软件的概述64.2 Protues软件的特点74.3 Protues软件具有四大
6、功能模块74.4 多闹点数字钟的Protues仿真84.4.1. Protuse软件仿真84.4.2. 电路功能仿真85 系统的调试和安装106 结束语和展望11致谢11参考文献11附录12引言20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品渗透进了社会的各个领域，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，同时使现代电子产品的性能进一步提高，产品换代更新的节奏也越来越快。数字钟已经成为人们日常生活中必不可少的，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、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。电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字电子钟又具备体积
7、小、重量轻、精确走时、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被人们广泛应用。用单片机制作数字钟是单片机的一个非常典型的应用。数字钟采用数字电路实现对“时、分、秒” 数字显示及控制的计时装置，普遍应用于个人家庭及车站、码头、办公室等一系列公共场所，已经成为人们日常生活工作中不可缺少的必需品。近年来由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精确度远远超过旧式钟表，钟表的数字化给人们生活生产带来了极大的便利。利用单片机设计一个电子时钟，单片和LCD 显示器组合用来显示秒、分、时计数单元中的值，可以非常准确地显示标准时间，也可以设置多个闹点。1 设计要求及目的1.1 设计要求在日常工作
8、、学习、生活中常常需要多时点提醒或对电气设备的工作程序进行控制。现要求利用模拟、数字电子技术或单片机技术设计一数字钟，至少可设置2个时间闹点。1.2 设计思想使用整个单片机作为中央控制器，由单片机执行采集时钟芯片的时间信号并通过显示模块来输出信号及相关的控制功能。时钟芯片产生时钟信号，利用单片机的I/O口传输给单片机；并通过I/O口实现LCD的显示。系统设有4个按键可以对时、分、秒、进行调整。1.3 总体设计方案本设计是以单片机及外围接口电路为核心硬件，辅以其他硬件电路，用汇编语言设计的程序来实现的。根据C52单片机的外围接口特点扩展相应的硬件电路，然后根据单片机的指令设计出数字钟相应的软件，
9、再利用软件执行一定的程序来实现数字钟的功能。由于采用集成芯片的单片机来设计并制作电子钟，这样设计制作简单而且功能多、精确度高，也可以方便扩充其他功能，实现也比较简单。本设计是利用STC89C52单片机为主控芯片，由LCD、晶振、电阻、电容、开关、蜂鸣器等元件组成硬件电路，通过编写软件程序来实现和控制的多闹点数字钟1。系统设计框图如图1.1所示。 LCD 片选 代码 喇叭 振荡电路 STC89C52 调时电路图1.1 系统设计思路2 硬件设计2.1 单片机简介STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经
10、典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案2。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器
11、/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。STC89C52是一款单片封装的微控制器，适合于许多要求高集成度、低成本的场合。可以满足多方面的性能要求。采用了高性能的处理器结构，指令执行时间只需2 到4 个时钟周期（6倍于标准51单片机器件）3。STC89C52 提供以下标准功能：8k 字节Flash 闪速存储器，256 字
12、节内部RAM，32 个IO 口线，两个16位定时计数器，一个5向量两级断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，STC89C52 可降至0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。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。其引脚图如图2.1所示。图2.1 STC89C52引脚排列2.2 复位电路设计复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式，上电自动复位是在加电瞬间电容通过充电来实现的，在通电瞬间，电容通过电阻充电RST端出现正脉冲，用
13、以复位。只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。关于参数的选定，在振荡稳定后应保证复位高电平持续时间时间大于两个机器周期4。本设计采用的复位电路如图2.2所示。图2.2 复位电路图2.3 蜂鸣器电路设计蜂鸣器是种一体化结构的电子讯响器，用直流电压供电，普遍的应用于打印机和复印机、计算机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机及定时器等各类电子产品中作信号发声器件5。蜂鸣器分为有源和无源两种，此处源值得是振荡源，而非电源。两者的区别是：有源蜂鸣器只要给一个电源，就能发声，所以程序控制方便，但由于多了一个振荡电路，价格上相对较高；无源蜂鸣器给直流信号无法使其发声，须通高低电平
14、才能使其发声，显然高低电平的频率不能太低，但是频率也不能太高，否则蜂鸣器的响应速度跟不上，由此可知无源蜂鸣器控制较为复杂。但是其价格便宜。本设计采用无源蜂鸣器，串联一个1k的电阻到单片机I/O口，这里的三极管接法为射极跟随器，和普通的开关工作的三极管工作（e极接地，c极输出）有所不同。射极跟随器的输出电压是跟随基极电压变化而变化的（Ue=Ub+0.7V），尽管当基极电压很高（UbUe-0.7V）时，三极管确实是截止了（因为这时基极没有电流）；而基极低电平最低的时候（输入端为0），三极管工作只能是接近于饱和状态，仍然属于放大状态（因为Ue=Ub+0.7V）。基极低电平的时候，电流是从e极b极和e极流向c极，符合Ic=Ib，Ie=Ib+Ic，如图2.3所示。图2.3 蜂鸣器电路设计2.4 按键电路设计按键电路的闭合状态通过相应的电路转换为高、低电平状态。按键闭合的过程在对应的I/O端口形成一个负脉冲。闭合和释放过程都要经过一定的过程才能达到稳定。这一过程是处于高、低电平之间
