【正文】 ...................................... 1 課題背景 ............................................................................................................. 1 設計任務 ............................................................................................................. 1 課題意義 ............................................................................................................. 1 本章小節(jié) ............................................................................................................. 2 第二章 總體方案 ............................................................................................................. 3 系統(tǒng)的設計思路 ................................................................................................. 3 系統(tǒng)硬件描述 ..................................................................................................... 3 系統(tǒng)軟件描述 ..................................................................................................... 4 設計流程和預期成果 ......................................................................................... 4 第三章 系統(tǒng)硬件設計 ................................................................................................... 7 芯片的選擇 ......................................................................................................... 7 實驗板電路原理圖 ........................................................................................... 10 功能電路分析 ................................................................................................... 10 時鐘電路 ................................................................................................. 10 復位電路 ................................................................................................. 11 鍵盤電路 ................................................................................................. 12 液晶顯示屏 LCD1602 ............................................................................ 12 本章小節(jié) ........................................................................................................... 15 第四章 軟件設計 ........................................................................................................... 17 軟件設計總體說明 ........................................................................................... 17 主程序軟件實現(xiàn) ............................................................................................... 18 主程序流程圖 .......................................................................................... 18 主程序代碼 .............................................................................................. 18 LCD1602 模塊軟件實現(xiàn) ................................................................................... 20 LCD1602 液晶顯示模塊子程序流程圖 ................................................. 20 LCD1602 液晶顯示模塊子程序代碼 ..................................................... 20 DS12887 模塊軟件實現(xiàn) .................................................................................... 23 DS12887 模塊子程序流程圖 .................................................................. 23 ii 目 錄 DS12887 模塊子程序代碼 ...................................................................... 23 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................................................................... 35 最小系統(tǒng)的調(diào)試 ............................................................................................... 35 液晶顯示模塊調(diào)試 ........................................................................................... 35 整體調(diào)試 ........................................................................................................... 35 結(jié)束語 ............................................................................................................................. 37 致謝 ................................................................................................................................. 39 參考文獻 ......................................................................................................................... 41 第一章 緒論 1 第一章 緒論 課題背景 單片機自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS48 開始，迄今已有二十多年了。由于單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，單片機的應用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、 PC 機外圍以及網(wǎng)絡通訊等廣大領(lǐng)域。 單片機有兩種基本結(jié)構(gòu)：一種是在 通用微型計算機中廣泛采用的，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器共用一個存儲器空間的結(jié)構(gòu)，稱為“馮諾依曼”（ Von Neumann）結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為“哈佛”（ Harvard）結(jié)構(gòu)，目前的單片機采用此種結(jié)構(gòu)為多。 本文討論的單片機多功能時鐘系統(tǒng)的核心是目前應用極為廣泛的 51系列單片機，配置了外圍設備，構(gòu)成了一個可編程的計時定時系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能多等特點。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供擴展，有著廣泛的應用領(lǐng)域。 設計任務 熟練掌握相關(guān)知識內(nèi)容 。 課題意義 在日常生活和工作中，我們常常用到定時控制，如擴印過程中的曝光定時等。早期常用的一些時間控制單元都使用模擬電路設計制作的，其定時準確性和重復精度都不是很理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品，隨著單片機性價比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應用也越來越廣泛。大則可以構(gòu)成復雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復雜的控制功能；小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。它功能強大、體積小、質(zhì)量輕、靈活好用，配以適當?shù)慕涌谛酒梢詷?gòu)成各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，家用電器 和辦公電子設備逐漸增多，不同的設備2 基于單片機的時鐘系統(tǒng)設計 都有自己的控制器，使用起來很不方便。這些具有人們所需要的智能化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動，擴大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字化提供了可能。 根據(jù)這種實際情況，設計了一個單片機多功能時鐘系統(tǒng)，它有基本的時間功能，還有定時功能，既可作為鬧鈴，也可擴展為定時對家電等電氣產(chǎn)品的自動控制，可以避免多種控制器的混淆，利用一個控制器對多路電器進行控制；可增加溫度傳感器，進行實時溫度顯示，進一步擴展為利用不同的溫度某些電氣產(chǎn)品進行自動控制；也可增加濕度傳感器，進行實時濕度顯示，以便對濕度進行控制 ，方便人們的生活。 本章小節(jié) 本章主要介紹了課題背景、設計任務和課題意義，對單片機的優(yōu)點及結(jié)構(gòu)作了簡要敘述，也對本系統(tǒng)的應用及概況進行了說明。 第二章 總體方案 3 第二章 總體方案 系統(tǒng)的設計思路 本次設計完成電子時鐘年、月、日、時、分、秒的顯示功能。由于 DS12887時鐘芯片 內(nèi)含一個鋰電池， 所以 斷電情況 可以 運行十年以上不丟失數(shù)據(jù) ，重新上電后不用校正時鐘。 硬件電路包括單片機最小系統(tǒng)電路、 DS12887 實時時鐘芯片電路模塊、 LCD1602液晶顯示模塊、按鍵模塊；軟件部分主要通過 c 程序的編程實現(xiàn)對時鐘芯片進行時 間數(shù)據(jù)的讀和寫，然后通過液晶顯示程序?qū)r間顯示出來，通過按鍵操作實現(xiàn)功能的轉(zhuǎn)換和屏幕的切換。設計中結(jié)合硬件、軟件的分步調(diào)試，達到要求的控制效果。 系統(tǒng)硬件描述 基于單片機系統(tǒng)的電子時鐘基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 ： 圖 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖 該系統(tǒng)所需要的器件包括單片機 STC89C52 芯片一塊，實時時鐘芯片 DS12887一塊，液晶顯示屏 LCD1602 一塊， 12mHZ 的晶振一個，排針排線若干組，電容電阻若干，導線若干，發(fā)光二級管一個，三極管一個，按鈕 4個。 4 基于單片機的時鐘系統(tǒng)設計 系統(tǒng)軟件描述 系統(tǒng)程序?qū)?現(xiàn)三部分功能：時鐘部分實現(xiàn)年、月、日、時、分、秒、星期顯示和設置功能；鍵盤部分主要為時鐘設置；功能整體程序流程框圖如圖 。 圖 功能整體流程框圖 設計流程和預期成果 該設計的主要流程如下：首先閱讀大量參考文獻，進行設計方案的確定，然后在 Protel 99SE 上進行原理圖的繪制和修改，在電氣檢查無誤的情況下，購