【正文】 ...................................... 1 課題背景 ............................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)任務(wù) ............................................................................................................. 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(shè)計(jì)思路 ................................................................................................. 3 系統(tǒng)硬件描述 ..................................................................................................... 3 系統(tǒng)軟件描述 ..................................................................................................... 4 設(shè)計(jì)流程和預(yù)期成果 ......................................................................................... 4 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................... 7 芯片的選擇 ......................................................................................................... 7 實(shí)驗(yàn)板電路原理圖 ........................................................................................... 10 功能電路分析 ................................................................................................... 10 時(shí)鐘電路 ................................................................................................. 10 復(fù)位電路 ................................................................................................. 11 鍵盤(pán)電路 ................................................................................................. 12 液晶顯示屏 LCD1602 ............................................................................ 12 本章小節(jié) ........................................................................................................... 15 第四章 軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 17 軟件設(shè)計(jì)總體說(shuō)明 ........................................................................................... 17 主程序軟件實(shí)現(xiàn) ............................................................................................... 18 主程序流程圖 .......................................................................................... 18 主程序代碼 .............................................................................................. 18 LCD1602 模塊軟件實(shí)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(shí)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(yǔ) ............................................................................................................................. 37 致謝 ................................................................................................................................. 39 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................... 41 第一章 緒論 1 第一章 緒論 課題背景 單片機(jī)自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS48 開(kāi)始，迄今已有二十多年了。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，單片機(jī)的應(yīng)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(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車(chē)電子、 PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)：一種是在 通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為“馮諾依曼”（ Von Neumann）結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)，分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為“哈佛”（ Harvard）結(jié)構(gòu)，目前的單片機(jī)采用此種結(jié)構(gòu)為多。 本文討論的單片機(jī)多功能時(shí)鐘系統(tǒng)的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51系列單片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的計(jì)時(shí)定時(shí)系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能多等特點(diǎn)。不僅能滿(mǎn)足所需要求而且還有很多功能可供擴(kuò)展，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 設(shè)計(jì)任務(wù) 熟練掌握相關(guān)知識(shí)內(nèi)容 。 課題意義 在日常生活和工作中，我們常常用到定時(shí)控制，如擴(kuò)印過(guò)程中的曝光定時(shí)等。早期常用的一些時(shí)間控制單元都使用模擬電路設(shè)計(jì)制作的，其定時(shí)準(zhǔn)確性和重復(fù)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(jī)性?xún)r(jià)比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。大則可以構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)，完成復(fù)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(qiáng)大、體積小、質(zhì)量輕、靈活好用，配以適當(dāng)?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(shè)備逐漸增多，不同的設(shè)備2 基于單片機(jī)的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì) 都有自己的控制器，使用起來(lái)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(dòng)，擴(kuò)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(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)多功能時(shí)鐘系統(tǒng)，它有基本的時(shí)間功能，還有定時(shí)功能，既可作為鬧鈴，也可擴(kuò)展為定時(shí)對(duì)家電等電氣產(chǎn)品的自動(dòng)控制，可以避免多種控制器的混淆，利用一個(gè)控制器對(duì)多路電器進(jìn)行控制；可增加溫度傳感器，進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度顯示，進(jìn)一步擴(kuò)展為利用不同的溫度某些電氣產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)控制；也可增加濕度傳感器，進(jìn)行實(shí)時(shí)濕度顯示，以便對(duì)濕度進(jìn)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(shè)計(jì)任務(wù)和課題意義，對(duì)單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)及結(jié)構(gòu)作了簡(jiǎn)要敘述，也對(duì)本系統(tǒng)的應(yīng)用及概況進(jìn)行了說(shuō)明。 第二章 總體方案 3 第二章 總體方案 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 本次設(shè)計(jì)完成電子時(shí)鐘年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示功能。由于 DS12887時(shí)鐘芯片 內(nèi)含一個(gè)鋰電池， 所以 斷電情況 可以 運(yùn)行十年以上不丟失數(shù)據(jù) ，重新上電后不用校正時(shí)鐘。 硬件電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、 DS12887 實(shí)時(shí)時(shí)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(guò) c 程序的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行時(shí) 間數(shù)據(jù)的讀和寫(xiě)，然后通過(guò)液晶顯示程序?qū)r(shí)間顯示出來(lái)，通過(guò)按鍵操作實(shí)現(xiàn)功能的轉(zhuǎn)換和屏幕的切換。設(shè)計(jì)中結(jié)合硬件、軟件的分步調(diào)試，達(dá)到要求的控制效果。 系統(tǒng)硬件描述 基于單片機(jī)系統(tǒng)的電子時(shí)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(jī) STC89C52 芯片一塊，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS12887一塊，液晶顯示屏 LCD1602 一塊， 12mHZ 的晶振一個(gè)，排針排線若干組，電容電阻若干，導(dǎo)線若干，發(fā)光二級(jí)管一個(gè)，三極管一個(gè)，按鈕 4個(gè)。 4 基于單片機(jī)的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件描述 系統(tǒng)程序?qū)?現(xiàn)三部分功能：時(shí)鐘部分實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒、星期顯示和設(shè)置功能；鍵盤(pán)部分主要為時(shí)鐘設(shè)置；功能整體程序流程框圖如圖 。 圖 功能整體流程框圖 設(shè)計(jì)流程和預(yù)期成果 該設(shè)計(jì)的主要流程如下：首先閱讀大量參考文獻(xiàn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的確定，然后在 Protel 99SE 上進(jìn)行原理圖的繪制和修改，在電氣檢查無(wú)誤的情況下，購(gòu)