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1、信息与控制工程学院硬件课程设计说明书 教学楼课铃系统硬件电路设计学生学号： XXX 学生姓名： XXX 专业班级： XXX 指导教师： XXX 职 称： XXX 起止日期： XXX 课程设计任务书一、 设计题目：教学楼课铃系统二、设计目的1、掌握DS1302时钟芯片的硬件电路构成原理及软件编程方法，熟悉DS1302时钟芯片的性能指标及特点；2、熟悉SST89E/V516RD2单片机的性能特点，并掌握SST89E/V516RD2单片机控制DS1302读写时间、日期的硬件电路组成及软件编程方法；3、了解LED显示及按键电路的组成原理，熟悉LED动态显示原理及实现方法；4、了解7805构成直流稳压电
2、源的电路组成及工作原理。三、设计任务及要求 设计并实现具有显示日期和时间的电子数字钟，数字钟具有以下基本功能：1、使用7位LED显示时间、日期和星期，正常显示时、分、秒、星期，使用按键可切换显示年、月、日；2、具有时间、日期调整功能，通过键盘可进行时间、日期的调整；3、具有闹钟功能，使用键盘设定闹铃时间，由蜂鸣器产生闹铃；4、定时控制功能，使用小型继电器完成定时控制功能（发挥部分）。4、定时控制功能，使用小型继电器完成定时控制功能（发挥部分）。四、设计时间及进度安排设计时间共三周（）,具体安排如下表：周安排设 计 内 容设计时间第一周硬件电路设计2011.3.282011.4.3第二周硬件电路
3、焊接与调试2011.4.42011.4.10第三周编写课程设计说明书，课程设计答辩。2011.4.112011.4.15五、 指导教师评语及学生成绩指导教师评语:年 月 日成绩指导教师(签字):目 录课程设计任务书2第一章 总体电路说明11.1 总体电路框图11.2 总体电路工作的基本原理21.2.1 X5045看门狗电路21.2.2 DS1302时钟芯片21.2.3 键盘电路21.2.4 显示电路21.2.5 晶振电路21.2.6 电源3第二章 硬件电路设计42.1 SST89E51主控制电路42.2 时钟模块系统62.3 看门狗模块系统92.4显示模块系统11图 2-11 显示模块电路11
4、2.5键盘接口设计122.6 响铃系统设计12第三章 焊接与调试133.1.焊接方法133.2 注意事项13第四章 软件设计流程图14总结15附录 总体电路图17附录 程序18附录元件清单40第一章 总体电路说明 1.1 总体电路框图该电路由51系列单片机，X5045，DS1302时钟芯片，键盘，晶振，电源指示，显示电路，电源7大部分组成。期中X5045和DS1302均与单片机进行双向数据的交换。其余的部件则与单片机直接相连。采用了LED动态扫描作为显示系统，以SST89E51RD单片机为核心。电源X5045或X25045SST51单片机显示电路电源指示DS1302蜂鸣器键盘（4个）晶振图1-
5、1 课铃系统基本结构工作原理：教学课铃系统以SST51芯片为核心，主要采用DS1302芯片对时间的采集传递数据给数码管显示，通过写数据初始化。四个按键改变DS1302中的数据（包括年、月、周、日、时、分、秒）并切换显示，设定闹铃。当设定的闹铃时间与DS1302时钟芯片内的时间数据吻合是，系统发出响铃命令，此时蜂鸣器鸣叫。1.2 总体电路工作的基本原理1.2.1 X5045看门狗电路X5045看门狗电路，在此电路设计中，它的主要功能是：（1）硬件复位；（2）可选时间的看门狗电路；（3）低电压检测；（4）拥有512个字节的EPROM。1.2.2 DS1302时钟芯片DS1302可令系统电路中重要组
6、成部分，它主要作用是：（1）生成时钟；（2）拥有31个字节的RAM;1.2.3 键盘电路键盘电路中共有四个按键，它们的主要用途是：（1）日期切换；（2）设置选择；（3）设置闹铃；（4）加1。1.2.4 显示电路显示电路由6个LED的8段数码管构成六位动态显示电路，它们按照共阳极的方式互相连接，主要作用是现实时间，日期等数据，可以切换显示。三极管9012（PNP型）作为显示电路的为控制链接在电路中。1.2.5 晶振电路经真是晶体振荡器的简称。它是一种能把电能和机械能互相转化的晶体，它在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频震荡。在通常工作条件下，普通的经振频率绝对精度可达百万分之五十。高级竟真
7、的精度更高。有些晶振还可以通过外加电压在一定范围内调整频率。它是响铃电路中最重要的部件，它就像个标尺，工作频率不稳定就会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。晶振另外一个作用就是在电路产生振荡电路，发憷时钟信号。在此电路设计中，晶振电路只为51单片机正常工作提供稳定的时钟信号，以确保单片机能够正常工作，而没有别的作用，所以在这个电路中，晶振元件没有输入端和输出端之分，只是仅仅与51单片机直接相连，作用也只有前者。图4-15 晶振 图1-2 1.2.6 电源在这里，我们原用的是+5V的直流稳压电源，作为外部电源接入，从而保证了电路的正常运行过程中时间精确性最高，因外部干扰产生的误差最小，
8、为整体电路功能的正常实现提供了保障。为了确保电压的稳定，我们还可以在电路中介入二极管整流，并利用电容进行滤波。第二章 硬件电路设计2.1 SST89E51主控制电路根据课题的具体内容，任务要求，计时，校时，定时，键盘显示等功能经多方考虑，采用SST89C51低功耗单片机。SST89E51是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器，它提供下列标准特征：8K字节的程序存储器，128字节的RAM，32条I/O线，3个16位定时器/计数器，9个中断源4级中断优先权的中断结构，一个全双工的串行口，片上振荡器和时钟电路，单片机程序和数据存储空间分开独立寻址，有两个片内 FLASH 存储块。基本
9、FLASH （Block 0）占用64K 字节，二级FLASH 存储块Block 1 为8K 字节。图2-1 SST89E51单片机的片内结构图引脚说明：P07:0 I/O: P0 是一个漏极开路的8位双向I/O 口。作为输出口，每位能驱动多个LS 型TTL 负载。 P0 浮空，锁存器为“1”，可作为高阻抗输入。在访问外部存储器时,P 0 口 作为低8 位地址和数据总线分时复用。在这种应用中,当转为高电平时,它用了强大 的内部上拉。在外部主模式编程状态下,P0 接收代码字节,在外部主模式校验过程中 输出代码字节。在程序校验过程中需要外部上拉电阻。P17:0 ： 带内部上拉的I/O：P1 是一个
10、带内部上拉电阻的8 位准双向I/O 口。每位能驱动 LS 型TTL负载。当P1 口作为输入口用时，向内部锁存器写入“1”，P1 引脚被内部上 拉电阻拉为高电平。由于内部上拉电阻，被拉为低的P1 引脚能向外提供电流。P15， 6，7 有16 毫安的高电流驱动能力。当外部主模式在编程和测试时，P1 也接收低8 位 地址。P10 I/O T2 ：定时器 /计数器2 外部计数输入或时钟输出从定时器/计数器2。P11 I T2EX： 定时器/计数器2 捕捉/重装触发器和方向控制。P12 I EC1：PCA 定时器/计数器外部输入。P13 I/O CEX0：比较/捕捉外部输入输出模块，每个比较/捕捉模块连
11、接到一P1口引脚，当不用 于PCA 时，这个口用作标准I/O。 P14 I/O SS#：主机输入、从机输出（SPI）或CEX1：比较/捕捉外部输入输出模块。P15 I/O MOSI：主机输出，从机输入（SPI）或CEX2：比较/捕捉外部输入输出模块。P17 I/O SCK： 主机时钟输出、从机时钟输入或CEX4：比较/捕捉外部输入输出模块。P27：0 ：带内部上拉的I/O： P2 是一个带内部上拉电阻的8 位准双向I/O 端口，当被作为 输入时，向它写“1”，P2 引脚被内部上拉电阻拉为高电平。作为输入使用时，被内部 上拉电阻下拉为低电平的P2 会产生电流。当从片外程序存储器取数和访问片外数据
12、存 储器时，P2 能提供高8 位地址。在此应用中，当转为VOH 时，它利用了功能极强的 内部上拉电阻。当外部主模式在编程和测试时，它还接收控制信号和部分高8 位地址。P37：0 带内部上拉的I/O： P3 是一个带内部上拉电阻的8 位准双向I/O 口。P 3 的输出缓冲能驱动多个LS 型TTL 。当被作为输入时，向它写“1”，PORT 3 引脚被内部上拉电阻拉为高电平，作为输入使用时，被外部拉为低，能驱动电流。当外部主机在编程和校验时，它还能接收控制信号和部分高8 位地址。P30 I RXD ：串行数据接收。P31 O TXD： 串行数据发送。P32 I INT0#：外部中断0 输入。P33
13、I INT1#：外部中断1 输入。P34 I T0：定时/计数器0 的外部计数输入。P35 I T1：定时/计数器1 的外部计数输入。P36 O WR#：外部数据存储器写选通。P37 O RD#：外部数据存储器读选通。P47：0 ：带内部上拉的I/O： P3 是一个带内部上拉电阻的4 位准双向I/O 口。P 3 口输出缓冲能驱动多个LS 型TTL 。当被作为输入时，向它写“1”，PORT 3 引脚被内部上拉电阻拉为高电平，作为输入使用时，被外部拉为低，能驱动电流。P40 I RXD ：串行数据接收。P41 O TXD： 串行数据发送。P42 I INT3#：外部中断3 输入。P43 I INT2#：外部中断2 输入。 PSEN# I/O 程序存储器允许：PSEN#是外部程序存储器读选通。当从内部程序存 储器执行时，PSEN#不激活。当从外部程序存储器执行时，每个机器周期PSEN#两 次有效，除了当进入外部数据存储器时，在每个机器周 期都有一个PSEN#信号跳过。当RST 输入能持续保持高电平多于10个机器周期时 ，迫使PSEN#由低到高的转换会使单片机进入主编程模式。RST：振荡器在工作时，此脚如能保持两个机器周期以上的高电平复位器复位后，当RST 输入 保持高电平，PSEN#引脚被高到低的电平转换驱动，器件将进入外部主模式，否则， 器件将进入通用操作模式。EA# I: 外部访
