电子技术实验报告基于51单片机的电子时钟设计
学院：电气工程学院专业：电子信息工程班级：
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指导教师：
2012年6月1 日
摘要
随着单片机技术的飞速发展，在其推动下，现代的电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，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。
时间就是金钱、时间就是生命、时间就是胜利……，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要，时钟是我们生活中必不可少的工具。电子钟的设计方法有很多种，但是基于单片机并通过LCD显示的电子时钟具有编程灵活、精确度高、便于携带、显示直观等特点。
利用STC89C52单片机对DS1302时钟芯片进行读写操作并通过1602字符液晶显示实时时钟信息，这样便构成了一个单片机电子时钟。
关键词：单片机，电子时钟，STC89C52，蜂鸣器
ABSTRACT
With the rapid development of microcomputer technology in its promotion, modern electronics into almost all areas of society, a strong impetus to the development of social productive forces and social improvement in the level of information, but also to further improve the performance of modern electronic products.
Time is a money, time is life, time is victory…Accurate grasp of time and allocation of time is crucial to people, The clock is necessary in our life tools . Clock Design There are many ways, however, produced by single chip electronic clock is more flexible programming, and easy expansion of electronic capabilities, high accuracy, easy to carry, display visual and so on.
In this paper, through the use of STC89C52 microcontroller by DS1302 clock chips for reading and writing operation and through 1602 character liquid crystal display real-time clock information so that forming a single chip electronic clock.
Key Words: Microcontroller，STC89C52，Electronic clock，buzzer
目录
绪论---------------------------------------------------------------1概述---------------------------------------------1研究目的-----------------------------------------1第1章设计要求与方案论证--------------------------------1
1.1 设计要求-------------------------------------1
1.2 系统基本方案选择和论证-----------------------2
1.2.1 单片机芯片的选择方案和论证---------------------2
1.2.2 显示模块选择方案和论证—————————————---2
1.2.3 时钟芯片的选择方案和论证-----------------------2
1.3 电路设计最终方案决定----------------------------------3第2章主要元件介绍-----------------------------------------3
2.1 STC89C52以及最小系统介绍--------------------3
2.1.1 STC89C52主要功能及PDIP封装----------------------3
2.1.2 STC89C52引脚介绍-----------------------------------3
2.1.3 STC89C52最小系统-----------------------------------4
2.2 DS1302时钟芯片以及集成时钟模块介绍----------5
2.2.1 DS1302概述------------------------------------------6
2.2.2 DS1302引脚介绍-------------------------------------6
2.2.3 DS1302使用方法-------------------------------------6
2.2.4 时钟集成模块内部原理图以及实物图--------------8
2.3 1602字符液晶以及显示模块介绍-----------------9
2.3.1 1602液晶概述-----------------------------------------9
2.3.2 1602引脚介绍---------------------------------------10
2.3.3 1602字符液晶使用方法------------------------------11
2.3.4 LCD显示模块原理图-----------------------------13第3章系统硬件设计—————————————14
3.1 电路设计框图--------------------------------14
3.2 系统硬件概述--------------------------------14第4章系统的软件设计-------------------------------------15
4.1 程序流程框图--------------------------------15第5章系统测试与总结----------------------------18
5.1 系统测试------------------------------------17
5.2 总结----------------------------------------17
致谢--------------------------------------------------------------18参考文献-------------------------------------18源程序清单-----------------------------------18附录-----------------------------------------35
绪论
概述
时间，对人们来说是非常宝贵的，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。因此自从时钟发明的那刻起，就成为人类的好朋友。随着时间的流逝，科学技术的不断发展和提高，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好、更方便、更精确的显示时间，这就要求人们不断设计研发出新型的时钟。
高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。
时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在单片机的应用系统中，时钟有两个方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时器/计数器来实现；二是用专门的时钟芯片实现。
研究目的
通过利用STC89C52单片机和DS1302芯片以及外围的按键和LCD显示器等部件，设计一个基于单片机的电子时钟。设计的电子时钟通过液晶显示器显示，并能通过按键对时间以及闹钟进行设置。
第1章设计要求与方案论证
1.1设计要求：
①具有年、月、日、星期、时、分、秒显示功能（）
②具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能
③具有闹钟显示、调节设定、鸣叫功能
1.2系统基本方案选择和论证
1.2.1 单片机芯片的选择方案和论证：
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。
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术。
两种单片机都完全能够满足设计需要，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。
1.2.2 显示模块选择方案和论证：
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，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且也相对较高,所以不用此种作为显示。
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。
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数码管作为显示。
1.2.3 时钟芯片的选择方案和论证：
方案一：
直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。
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,工作电压2.5V～5.5V范围内，
2.5V时耗电小于300nA.
1.3 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DS1302作为时钟芯片;采用1602 LCD液晶作为显示器件。
第2章主要元件介绍
2.1 STC89C52以及最小系统介绍
2.1.1 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1所示，其PDIP封装如图2所示
表1：STC89C52主要功能
2.1.2 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（Pin39～Pin32）：8位双向I/O 口线，名称为P0.0～P0.7 P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O 口线，名称为P1.0～P1.7 P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O 口线，名称为P2.0～P2.7 P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O 口线，名称为P3.0～P3.7
T0/P3.4SCK/P1.7
MISO/P1.6MOSI/P1.5T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1GND
图2：STC89C52 PDIP 封装图
2.1.3 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3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。
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4~5.5之间，可保证单片机系统能正常工作。
时钟电路单片机引脚18和引脚19外接晶振及电容， STC89C52芯片的工作频率可在2~33MHz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。
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3：STC89C52最小系统
2.2 DS1302时钟芯片以及时钟集成模块介绍
2.2.1 DS1302概述
DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可
以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。采用三线接口与CPU进行同步通信
Vcc1
X1
I/O
X2
CE
图4：DS1302封装图
2.2.2 DS1302引脚介绍
各引脚功能为：
Vcc：主电源；Vcc2:备用电源。当Vcc2>Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电；当Vcc2 SCLK：串行时钟输入端，控制数据的输入与输出 I/O：三线接口时的双向数据线 CE：输入信号，在读、写数据期间必须为高 2.2.3 DS1302使用方法 (1) 时钟芯片DS1302的工作原理： DS1302在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把SCLK端置“0”，接着把RST端置“1”，最后才给予SCLK脉冲；读/写时序如图5所示。表2为DS1302的控制字，此控制字的位7必须置1，若为0则不能把对DS1302进行读写数据。对于位6，若对程序进行读/写时RAM=1，对时间进行读/写时，CK=0。位1至位5指操作单元的地址。位0是读/写操作位，进行读操作时，该位为1；该位为0则表示进行的是写操作。控制字节总是从最低位开始输入/输出的。表6为DS1302的日历、时间寄存器内容：“CH”是时钟暂停标志位，当该位为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位为0时，时钟开始运行。“WP” 是写保护位，在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP必须为0。当“WP”为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。 (2) DS1302的控制字节 DS1302的控制字如表所示。控制字节最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据；位5至位1指示操作单元的地址；最低有效位（位0）如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始传输 表2：DS1302控制字 (3) 数据输入输出（I/O） 在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。其读写时序如图示 图5：DS1302读写时序 （4）DS1302寄存器 DS1302中与时间、日期有关的寄存器共有12个，其中7个存放数据的格式为BCD码格式，其读写地址如下表所示 表3：DS1302时钟寄存器 第一行秒寄存器，CH为时钟暂停标志位，该位为1时时钟停止，该位为0时时钟运行第二行分寄存器，bit0~bit6表示分钟数，因采用BCD编码，所以低四位最大能表示的数字为9，计数满向高三位进1。 第三行时寄存器，12/24用来定义DS1302小时的运行模式，12小时模式下bit5为1表示PM下午，bit5为0表示AM上午 第八行控制寄存器，bit7是写保护位WP，当WP为1时，写保护位可防止对任一寄存器的写操作，在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0 此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。 2.2.4 时钟集成模块内部原理图以及实物图 图6：DS1302内部原理图 图7：DS1302实物图 2. 3 1602字符液晶以及显示模块介绍 2.3.1 1602液晶概述 工业字符型液晶，1602是指显示的内容为16*2，即能够同时显示两行，每行16个字符。常见的1602字符液晶有两种，一种显示的是绿色背光黑色字体，另一种显示蓝色背光白色字体，目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，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6所示 LCD1602 图8：1602字符液晶 2.3.2 1602引脚介绍 表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7~14脚：DB0~DB7为8位双向数据线。 第15~16脚：背光灯电源。 2.3.3 1602字符液晶使用方法 （1）基本操作时序 图9：1602液晶读时序图 图10：1602液晶写时序图 （2）RAM 1602液晶控制器芯片内部带有80个8位的RAM缓冲区，其地址和屏幕的对应关系如图7示 图11 （3）1602字符液晶字库 1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，如下表所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A” 。 图12 2.3.4 LCD显示模块原理图 图13 LCD显示模块原理图 第3章系统硬件设计 3.1 电路设计框图 图14：硬件框图 3.2系统硬件概述 电路以STC89C52单片机最小系统为控制核心，时钟电路由高精度低功耗的DS1302提供，采用三线接口与CPU进行同步通信，输入部分采用四个独立式按键S1、S2、S3、S4。1602液晶显示部分，D0－D7口与单片机P0口相连。具体电路连接，详见附录1 第4章系统的软件设计4.1程序流程框图 图15：主程序框图 利用C P L D设计可调时 数字钟 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020 数字电路课程设计 题目：利用CPLD 设计可调时数字钟 学院电子信息工程学院 专业 学号 姓名 教师 装 订 线 基于CPLD数字时钟设计 摘要 本次课程设计是用数字电路知识以及MaxplusⅡ软件进行的制作，首先理解电路原理图，然后进行了焊接，本次焊接增加自己的动手能力。然后对数字电路书又进行了复习，最后应用MaxplusⅡ软件进行了编程。 电路通过使用数字元件，来构成完成二十四小时的数字钟设计，并且将译码器和数据选择器配合使用来完成动态的显示输出。此外，外部控制开关用来控制电路，使得该电路可以完成保持、清零、快速校对时间等一系列的功能。本系统的难点在于EDA系统作图及最后系统优化的应用。尤其是小数点的显示控制，用一个或门，通过1Hz来控制第三个数码管的点显示，再通过一个与非门来控制第五个数码管的点显示,第五个数码管的点在整个脉冲阶段显示，而第三个数码管的点只有在低电平时显示，以达到结果是第五个数码显示管的点常亮，而第三个数码管的点以1Hz的频率闪烁。 制作中经常遇到各种问题，如第一次用的七段译码器显示六和九时，显示的不是很好，就重新自己做的译码器，让其显示的比较完美，而且也出现了制作的程序太大问题，最后不断的修改终于成功了。 关键词：数字电路MaxplusⅡ七段译码器 目录 设计要求.............................................. 设计原理.............................................. 电源电路........................................... 显示电路........................................... 二各模块说明........................................ 设计思路及步骤........................................ 总体框图.............................................. 各模块说明............................................ 段译码显示电路..................................... 时间计数器电路..................................... 数据选择器电路..................................... 译码器电路......................................... 比较器电路......................................... 按键消抖电路....................................... 数字钟电路总图........................................ 三课程总结............................................ 遇到的问题及其解决办法................................ 收获与体会............................................ 单片机应用 课程设计说明书 用1602LCD设计的可调式电子钟专业自动化 学生姓名 班级自动化142 学号 14100 指导教师蒋 完成日期 20年1 月23 日 目录 1 概述.......................................................................................... 错误!未指定书签。 2 课题研究背景与意义...................................................................... 错误!未指定书签。 2.1 课题研究背景....................................................................... 错误!未指定书签。 2.2 课题研究意义....................................................................... 错误!未指定书签。 3 系统方案设计与主要设计工作 ..................................................... 错误!未指定书签。 3.1 设计任务............................................................................... 错误!未指定书签。 3.2 功能要求说明....................................................................... 错误!未指定书签。4设计课题总体方案........................................................................... 错误!未指定书签。 4.1硬件设计方案........................................................................ 错误!未指定书签。 4.2系统软件设计........................................................................ 错误!未指定书签。 5. 软件仿真及实物设计调试 ........................................................... 错误!未指定书签。 5.1PROTUES仿真软件介绍 ......................................................... 错误!未指定书签。 5.2仿真运行结果说明 ............................................................... 错误!未指定书签。 5.3实物设计结果与调试 ........................................................... 错误!未指定书签。6课程设计实验总结........................................................................... 错误!未指定书签。参考文献.............................................................................................. 错误!未指定书签。附录.............................................................................................. 错误!未指定书签。 附录1：程序清单........................................................................ 错误!未指定书签。 附录2：系统电路原理图 ........................................................... 错误!未指定书签。 附录3：元器件清单.................................................................... 错误!未指定书签。 摘要 电子时钟主要是利用了电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。对当前的电子时钟开发手段进行了比较和分析，最终确定了采用单片机技术实现的电子时钟。本次课题介绍了以AT89C51单片机为主控芯片的可调式电子时钟，功耗小，能在3V的低压工作。时钟芯片采用美国DALLAS公司提供的具有涓细电流低功耗的DS1302。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。显示部分采用LCD1602液晶显示，液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,与普通数码管相比功耗较小，硬件连接简单，较直观。软件使用高级C语言编程，具有灵活的可移植性，同时该时钟具有按键可调的功能，能够对日期时间调整。本设计说明书首先介绍的是总体方案设计，接着是硬件设计，本部分详细的介绍了各模块的工作原理及相互的连接，再接着介绍了软件设计部分，最后是仿真调试。经仿真验证，该设计能满足所有的功能。 关键词：可调式；AT89C51；DS1302；C语言 ABSTRACT Electronic clock basically is to use the electronic technology will clock electronic, digital, has the clock accurate, small volume, friendly interface, can be expanded performance is strong and other characteristics, are widely used in life and work. On the current development of the electronic clock means were compared and analyzed, finally determined by single chip microcomputer technology to the electronic clock. This subject introduces the AT89C51 as the controller chip adjustable electronic clock, power consumption is small, can be in 3 V of low-pressure work. The clock chip adopt American DALLAS company has Juan fine current DS1302 of low power consumption. It can be to year, month, day, Sunday, when, minutes and seconds for the time, also has a leap year compensation and other functions, and the DS1302 long service life and small error. Show LCD1602 part adopts LCD display, LCD screen shows powerful, can show a large text, graphics, show diversity, clearly visible, compared with common digital tube power consumption is small, hardware connect a simple, more intuitive. Senior software use the C programming language, has the flexible portability, and the clock is the key adjustable function to adjust to a time and date. The design manual introduced is first overall design, then the hardware design. This part describes in detail the modules and working principle of the mutual connection, then introduces the design of the software in part, and finally the simulation test. The simulation results, this design can meet all functions. Keywords: adjustable；AT89C51；DS1302；C language 用EDA软件实现整点报时数字式可调电子时钟的设计 一、设计目的 了解常见中规模数字集成电路的使用方法，包括计数器、显示译码器、多谐振荡器的工作原理及使用方法。通过组装具有整点报时数字可调电子时钟，了解这类电路的使用技巧及调整方法。通过对电路板的实际布线焊接检测调试，提高电子技术硬件的基本能力。 二、系统组成 1、先用Multisim实现如下系统: 本组合电路包括时基多谐振荡器、计数器、十进制译码显示器、发光数码管等部分组成。各部分组成框图如下： 系统组成图 2、仿真通过 三、单元电路组成原理与参数选择 1、多谐振荡器：这里采用最常见的时基电路555组成的周期为1秒的振荡器。555集成电路的原理及应用可以参见教材，此不重复。通常选择适当的定时电阻和电容元件使振荡刚好为1秒钟。多谐振荡器的电路图和NE555的芯片引脚图如下： 2、十进制计数器： 本系统采用的是十进制计数器7490。本系统秒钟是用两个7490构成60进制组成。分钟也是用两个7490构成60进制组成时钟采用两个7490构成24进制计数器组成。将三个计数器级连起来就构成了电子时钟。7490的芯片图和真值表如下：（5脚接电源VCC，10脚接地其中1脚和12脚相连）。 X 0 0 X COUNT 下面介绍秒钟和分钟连接方法如下图（如果是秒钟14脚则接多谐振荡器555电路的第3脚，如果是分钟14脚则接秒钟的7408（与门）芯片的第3脚。 下面介绍时钟的接法（14脚接分钟的7408的第3脚）： 3、7448实现多位数字码显示译（如果是选用共阳极七段数码管则选择7447） 7448为七段译码显示器，其功能可详细参见数字电路书。它实现的功能是把7490输出 的（QA、QB、QC、QD）实现译码驱动七段共阴极数码显示它的接法如下： ///////////////////////////////////////////////////////// // 工程名称：可调时报时电子钟 // 使用描述： // K1 按一次进入时间调整模块调完后，再按一次恢复时间 // K2 非时间调整模式下，按键报时时间调整模块下，按键选择调整秒分时 // K3 时间调整模块下，时间值增加 // K4 时间调整模块下，时间值减小 // 硬件连接：IOA0~IOA7接SEG IOA8~IOA15接1*8KEY // IOB0~IOB7接DIG 2*4KEY.D_dp接高电平 // 维护记录：2012-8-15 增加时间调整功能，增加报时功能 // /////////////////////////////////////////////////////////// #include "spce061a.h" #include "Sound.h" #include "Clock_Speech.h" //定义各种宏 #define P_IOA_Data (volatile unsigned int *)0x7000 #define P_IOA_Buffer (volatile unsigned int *)0x7001 #define P_IOA_Dir (volatile unsigned int *)0x7002 #define P_IOA_Attrib (volatile unsigned int *)0x7003 #define P_IOB_Data (volatile unsigned int *)0x7005 #define P_IOB_Buffer (volatile unsigned int *)0x7006 #define P_IOB_Dir (volatile unsigned int *)0x7007 #define P_IOB_Attrib (volatile unsigned int *)0x7008 #define P_Watchdog_Clear (volatile unsigned int *)0x7012 #define P_INT_Ctrl (volatile unsigned int *)0x7010 #define P_INT_Clear (volatile unsigned int *)0x7011 #define uint unsigned int #define KEY_ALL 0xff00 int DispTbl[10] = { 0x003F,0x0006,0x005B,0x004F,0x0066, 0x006D,0x007D,0x0007,0x007F,0x006F}; uint sec=0,min=0,hour=0; uint Start_End_Flag=0; uint Adjust_Wei=4; uint flag=1; 目录 1 引言 (1) 2 设计任务与要求 (2) 2.1. 设计题目 (2) 2.2. 设计要求 (2) 3 系统的功能分析与设计方案 (3) 3.1. 系统的主要功能 (3) 3.2. 系统的设计方案 (3) 3.3. 数码管显示工作原理 (4) 3.4. 电路硬件设计 (5) 3.4.1. 设计原理框图 (5) 3.4.2. 电源部分 (5) 3.4.3. 复位电路 (6) 3.4.4. 指示灯电路 (6) 3.4.5. 按键电路 (7) 3.4.6. 时钟电路 (7) 3.4.7. 驱动电路 (8) 3.4.8. 数码管连接电路 (8) 3.4.9. 主控模块AT89S52 (9) 3.4.10. 材料清单 (10) 3.4.11. 电路原理图、PCB图及实物图 (11) 3.5. 软件设计 (13) 3.5.1. 软件设计流程 (13) 3.5.2. 完整源程序 (15) 4 系统安装与调试 (21) 4.1. 硬件电路的安装 (21) 4.2. 软件调试 (21) 5 课程设计总结 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24) 摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面。这次课程设计通过对它的学习、应用，以AT89S52芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的单片机电子时钟，包括硬件电路原理的实现方案设计、软件程序编辑的实现、电子时钟正常工作的流程、硬件的制作与软件的调试过程。电子时钟由5.0V直流电源供电，数码管能够比较准确显示时间，通过按键能够调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 关键词：单片机；AT89S52；电子时钟；数码管；按键 编号： 基础工程设计 题目：基于单片机设计的可调电子时钟院（系）：信息与通信学院 专业：微电子科学与工程 学生姓名：卢镜 学号：1300240119 指导教师：宋保林 2016 年 1 月 6 日 摘要 本人设计的是一个以单片机STC89C52为核心部件的电子钟，结合LCD液晶显示屏。可以在液晶屏上显示时间和字符，并可任意调整时间。本来想用数码管来显示，但是想到数码管仅能显示数字，所以采用了液晶显示屏。它不仅能显示数字，还能显示字符。它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59分59秒”。 文中详细论述了可调电子钟设计原理、使用的各芯片的介绍，阐明了本实例所使用的设计方案、详细的电路图以及程序。本文编写的主导思想是软硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的编写。本系统以单片机的C语言进行软件设计，并着重介绍了所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程,其次，详细阐述了程序的各个模块和实现过程，并且还进行了软件仿真调试和硬件调试。 关键词：单片机STC89C52 ；可调电子钟；液晶显示；仿真 目录 摘要 (1) 前言 (3) 第一章设计说明 (5) 1.1 设计目的和内容 (5) 1.2 设计方案选择 (5) 1.3 设计总体框图 (7) 第二章系统主要硬件设计 (5) 2.1 单片机主控模块 (7) 2.1.1 STC89C52芯片简介 (7) 2.1.2 封装和引脚说明 (8) 2.2 液晶显示模块 (7) 2.2.1 LCD1602模块简介 (11) 2.2.2 LCD1602的控制指令及操作流程 (12) 2.3时钟电路及按键电路 (9) 2.3.1时钟电路 (9) 2.3.2按键电路 (10) 第三章系统软件设计 (10) 3.1 系统程序流程图 (10) 3.2系统程序设计电子时钟清单 (11) 第四章系统调试 (12) 4.1软件调试 (12) 4.2源代码 (14) 4.3硬件调试 (20) 4.3.1原理图 (20) 4.3.2 PCB图 (20) 4.3.3用跳线修改电路 (21) 结语 (21) 谢辞 (22) 参考文献 (23) 附录Ⅰ (24) 课题：基于51单片机的多功能数字时钟系统设计 一、概述、设计思路 该设计方案是以MC51单片机为核心，采用LCD液晶屏幕显示系统，辅以闹钟模块，温度采集模块、日期提醒、键盘时间调整预设置等模块，所构建的数字时钟系统，能动态显示实时时钟的时、分、秒，数据显示(误差限制在30每天)，对闹铃方式与温度调节模块进行了重点设计实现SB0、SB1、SB2、SB3四个键实现时钟正常显示，调时，及闹钟时间设置。本系统设计大部分功能有软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性也得大大提高。 二、系统组成与工作原理 1、工作原理： 本设计采用STC89C51单片机作为本次课程设计的控制模块。单片机可把由DS18B20、DS1302、AT24C02中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度、日历和闹铃的显示。以LCD液晶显示器为显示模块，把单片机传来的的数据显示出来，并且显示多样化，在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。 2、总是设计框架图： 图二：系统总体电路图 三、单元电路的设计与分析 整个电子时钟系统电路可分为六大部分：中央处理单元（CPU）、复位电路部分、显示部分、键盘输入部分、温度采集部分。 1、MCS-51单片机 VCC： 89S51 电源正端输入，接+5V。 VSS： 电源地端。 XTAL1： 单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 XTAL2： 系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1 和XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。 RESET： 89S51的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。 EA/Vpp： "EA"为英文"External Access"的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。 ALE/PROG： 端口3的管脚设置： P3.0：RXD，串行通信输入。 P3.1：TXD，串行通信输出。 P3.2：INT0，外部中断0输入。 《电子线路课程设计报告》 系别：自动化 专业班级：自动化0803 学生姓名：冯刚 指导教师：朱定华 （课程设计时间：2010年05月31日——2010年06月12日） 华中科技大学武昌分校 目录 1．课程设计目的 (3) 2．课程设计题目描述和要求 (3) 3．课程设计报告内容.....................................................................3-9 3.1实验名称 (3) 3.2实验目的 (3) 3.3实验器材及主要器件 (3) 3.4数字电子钟基本原理 (4) 3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择..............................4-8 3.6数字电子钟电路图 (8) 3.7数字电子钟的组装与调试............................................................8-9 4．总结 (9) 参考文献 (10) 1．课程设计目的 ※掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； ※进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； ※培养书写综合实验报告的能力。 2．课程设计题目描述和要求 （1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟； （2）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试； （3）画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告； （4）选做：整点报时。在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz荧屏结束时刻为整点。 3．课程设计报告内容 3.1实验名称 数字电子钟 3.2实验目的 ·掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法； ·熟悉集成电路的使用方法。 3.3实验器材及主要器件 （1）74LS48（6片）（2）74LS90（5片）（3）74LS191（1片）（4）74LS00（5片）（5）74LS04（3片）（6）74LS74（1片）（7）74LS2O（2片） （8）555集成芯片（1片） （9）共阴七段显示器（6片）（10）电阻、电容、导线等（若干） #include #include 目录 摘要 (2) Abstract (3) 1.设计目的 (4) 2.设计任务 (4) 2.1.任务1：开机界面的设置 (4) 2.2.任务2：LCD-1602显示日期时间 (4) 2.3.任务3：时间与日期的调整 (4) 3.硬件设计 (4) 3.1.STC89C51（51单片机） (4) 3.2.LCD-1602液晶显示屏 (5) 4.软件设计 (7) 4.1.应用软件 (7) 4.2.程序框图 (7) 4.3.使用说明 (7) 4.4.注意事项 (8) 4.5.调试结果 (8) 5.收获 (9) 附录： (10) 附录A.硬件图 (10) 附录B.主要程序 (11) 摘要 电子时钟是单片机系统的一个应用，由硬件和软件相配合使用。本文通过对单片机的控制实现日历功能电子时钟的设计，以达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。硬件由主控器、显示电路、键盘接口等三个模块组成。该时钟设计以STC-89C51作为主控器，控制显示时钟信息；显示模块用LCD-1602液晶屏；键盘接口电路由普通按键完成。软件利用C语言编程实现单片机的控制功能。 关键词：电子时钟、单片机、LCD-1602液晶显示 Abstract Electronic clock is a single chip microcomputer system application, by the use of hardware and software. In this paper, through the control of single-chip microcomputer to achieve the design of the electronic clock, in order to achieve learning, to understand the microcontroller related instructions in various aspects of the application. The hardware is composed of three modules, such as the main controller, the display circuit, the keyboard interface and so on. The clock is designed with STC-89C51 as the main controller, controlling the display clock information; the display module uses the LCD-1602 LCD screen; the keyboard interface circuit is completed by the ordinary button.Software uses C language programming microcontroller control functions. Key words: electronic clock, single chip microcomputer,LCD-1602 liquidcrystal display 题目：基于Proteus的数字电子钟的设计 与仿真 课程名称：单片机系统设计与Proteus仿真 学生姓名：马珂 学生学号： 1305010323 系别：电子工程学院 专业：通信工程 年级： 13级 任课教师：徐锋 电子工程学院 2015年5月 目录 一、设计目的与要求 (3) 二、设计内容与方案制定 (3) 三、设计步骤 (3) 1．硬件电路设计 (3) 1.1.硬件电路组成框图 (3) 1.2.各单元电路及工作原理 (4) 1.3.绘制原理图 (5) 1.4.元件清单列表 (6) 2.程序设计 (6) 2.1程序流程 (6) 2.2汇编程序 (7) 四、调试与仿真 (12) 五、心得体会 (14) 六、参考文献： (14) 基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真 一、设计目的与要求 设计目的:通过课程设计，培养学生运用已学知识解决实际问题的能力、查阅资料的能力、自学能力和独立分析问题、解决问题的能力和能通过独立思考。 设计要求:设计一个时、分可调的数字电子钟、开机显示“9-58-00”。 二、设计内容与方案制定 具有校时功能，按键控制电路其中时键、分键两个键分别控制时、分时间的调整。按分键分加1；按时键时加1。 以AT89C51单片机进行实现秒、分、时上的正常显示和进位，其中显示功能由单片机控制共阴极数码管来实现，数码管进行动态显示。 三、设计步骤 1、硬件电路设计 1.1.硬件电路组成框图 1.2.各单元电路及工作原理 （1）晶振电路 单片机的时钟产生方法有两种:内部时钟方式和外部时钟方式。本系统中 AT89C51单片机采用内部时钟方式。采用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。其电路图如下： （2）键盘控制电路 键盘可实现对时间的校对，用两个按键来实现。按时键来调节小时的时间，按分键来调节分针的时间。其电路连接图如下： （3）显示电路 LED显示器是现在最常用的显示器之一发光二极管（LED）分段式显示器由7条线段围成8字型，每一段包含一个发光二极管。外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光。只要按规律控制各发光段亮、灭，就可以显示各种字形或符号。显示电路显示模块需要实时显示当前的时间,即时、分、秒，因此需要6个数码管，采用动态显示方式显示时间，其硬件连接方式如下图所示。 电子时钟的设计及程序 一．设计目的： 1.理解掌握定时/计数器和中断的使用方法。 2.掌握微机常用的输入输出方式及接口技术。 3.掌握一定的汇编语言知识，培养自己的动手操作能力。 4.学习程序设计的基本思路和方法。 二．程序内容： 第一部分：定义显示界面。 第二部分：调用系统时间，并将调用的用二进制表示的时间数转换成ASCII码，并将时间数存入内存区。 第三部分：将存在系统内存区的时间数用显示字符串的形式显示出来。 第四部分：获取键盘的按键值,以ESC键退出系统返回DOS。三．程序设计原理： 首先在数据段开辟一显示缓冲区，用来存储系统时间。调用DOS中断，返回系统时间，并将来返回的二进制时间转换成ASCII码，方便时间显示时的调用。分别将来小时数、分钟数、秒数存入显示缓冲区，并最终存入一结束字符号’$’。调用DOS字符串显示功能将时间显示 出来。并调用屏幕I/O中断，定位光标的开始位置，结合着将时间显示在我们预先定义好的位置上。由于获取了的系统时间不会自动刷 新，所以我们要设计成刷新的方式来不断获取系统的时间，这样就形成了会跳动的电子钟了。调用延时TIME延时中断服务程序，累加到存放秒值的寄存器DL中，并进行十进制调整。在累加的过程中，不断地对时、分、秒值进行比较，秒不能等于60，分不能等于60，时不能等于24。秒等于限制值时，则使秒值为0分值加1；分等于限制值时，则使分值为0时值加1；时等于限制值时，则使时值为0；时、分、秒值都不超过限制值时，就转显示屏输出。时间显示的刷新要配合延时程序进行，为了得到良好的显示效果，延时程序要尽量接近1秒，但又不能超过一秒，所以本程序调用了一段较精确的时间延迟程序。利用BIOSS设计窗口，选择适当的背景和前景等，使屏幕显示更加完美。程序一旦进入运行，就将不间断地在显示屏显示时间，要想程序停止运行，可同时在键盘按下ESC键返回DOS系统。四．程序流程图如下： DATA SEGMENT ；设置数据段 BUF1 DB 'THE TIME IS NOW: $' BUF5 DB ' @@@@@ ^^^^^^^ @@@@@@ $' BUF6 DB ' &&&&&& ####### &&&&&& $' BUF7 DB ' 00 >o o < 00 $' BUF8 DB ' 00 (::) 00 $' BUF9 DB ' 00 ~~ 00 $' BUF10 DB ' 00 !! 00 $' BUF3 DB 'CLASS:040402206 $' BUF4 DB 'NAME:hu ling wei $' BUF2 DB 10 DB 10 DUP(?) DATA ENDS STACK SEGMENT STACK ；设置堆栈段 《微机原理课程设计》 设计报告 姓名：张经纬 学号： 1345533124 班级： 13 电气 1 班 专业：电气工程及其自动化 学院：电气与工程信息学院 2016年3月 目录 一、设计任务描述 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2设计目的 (3) 1.3设计要求 (3) 二、设计方案描述 (3) 2.1设计原理 (3) 2.2设计芯片结构 (4) 三、具体模块设计 (5) 3.1概述 (5) 3.2小键盘模块 (5) 3.3显示模块 (5) 3.4定时模块 (6) 3.5中断处理模块 (6) 3.6硬件接线图 (6) 3.7主程序流程图 (6) 四、可控电子时钟源程序 (9) 五、心得体会 (14) 可调电子时钟 一、设计任务描述 1.1设计题目 可调电子钟设计 1.2设计目的 《微型计算机原理及应用》是一门实践性较强的课程，课堂上的理论学习 不足以让学生熟练掌握这门课程。所以让学生在学完该课程之后，进行一次课 程设计，使学生将课堂所学的知识和实践有机结合起来，初步掌握计算机应用 系统设计的步骤和接口设计的方法，提高分析和解决实际问题的能力。具体如下： 1、熟悉中断工作原理，定时计数原理，并行通信原理工作原理。 2、掌握8259芯片，8254芯片，8255芯片功能，结构，编程。 3、掌握七段数码管以及小键盘的使用。 4、能运用所提到的芯片，设计系统并进行程序开发，满足用户需求。 1.3设计要求 1、设计一电子时钟，能计时、在数码管上显示时间并用键盘调节时间。 2、根据所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并在实验系统上完成 电路的连接和调试通过. 3、程序设计:要求画出程序框图,设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释。 4、前期完成的实验有：8259A中断控制器实验，8254定时计数器实验，8255并行接口实验。 二、设计方案描述 2.1设计原理 首先利用程序硬性规定分、秒的起始时间为零。利用实验台上提供的定时 器8254和扩展板上提供的8259以及键盘和数码显示电路，设计一个电子时钟， 《综合设计实训I》可调式数字时钟 姓名： 学号： 班级： 实训地点： 指导教师： 通信与电子学院编制 年月日 一、设计要求 数字时钟是采用数字电路实现对年，月，日，时，分，秒数字显示的计时装置，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的必需品。 1,、设计时可以利用单片机内部定时器，也可以利用外部实时时钟芯片。（I/O,I2C总线） 2、有年，月，日，时，分，秒功能，而且要能够校正前面五项。 3、显示时可以用8位数码管，也可以用LCD液晶屏。（年只需显示后2位） 4、可选功能：闹钟功能。 二、设计方案 1、芯片分析 AT89C51引脚图 管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输 入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4 个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。利用CPLD设计可调时数字钟
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基于AT89C51单片机的可调式电子时钟设计
整点报时可调式数字电子时钟的设计
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电子综合设计-基于单片机多功能数字时钟的设计(附完整程序)
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51单片机简易可调的数码管电子钟程序
基于51单片机的电子时钟设计源程序
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微机原理课程设计——可调电子时钟
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