【正文】 單片機原理及應用 —— 基于 Proteus 和 Keil C 實 習 報 告 課程名： 利用單片機及 DS1302 制作電子時鐘 摘 要 為了進一步熟悉 51單片機的編程以及學習電子時鐘的相關設計方法，在老師的指導下我們進行了本次電子時鐘的設計。 我們在實習期間基于 51單片機 —— AT89C51和時鐘芯片 DS1302設計并實現(xiàn)了電子時鐘顯示。在 PCB板制作完成并且調試成功之際，為了進一步提高自己的動手能力和編程能力，對這次電子時鐘的設計和制作的過程中遇到的問題及設計思路做一次總結。 本電子時鐘是一種利用 時鐘芯片 DS1302及 51單片機來顯示時、分、秒和年、月的裝置。默認顯示為時間，由四個按鍵分別控制定時設置、時間調整、分鐘調整、日期顯示；設計電路工作電源為 5V；由 4位 LED數(shù)碼管顯示時間，格式為時時分分，中間點每隔 1S亮暗；有備用電池，掉電后再上電能正常顯示時間。 電子時鐘大體可以分為三大模塊，數(shù)碼管的顯示模塊、 DS1302 時鐘芯片與單片機的時鐘模塊和按鍵與單片機的模塊。 單片機在 5V 電壓下，各個模塊正常工作。單片機從 DS1302 芯片中讀出一組時間日期數(shù)據，同時單片機通過按鍵設置當前要求顯示的信息給單片機 。單片機接收到各個數(shù)據時，把各個數(shù)據顯示出來。 目錄 一、總體設計 ................................................... 4 設計目的 ................................................ 4 硬件功能描述 ............................................ 4 設計方案選擇 ............................................ 4 設計任務及要求 .......................................... 4 二、電子時鐘軟件和硬件設計 ..................................... 5 硬件電路設計 ............................................ 5 工作原理 ........................................... 5 單元模塊電路 ....................................... 5 元器件清單 ......................................... 6 軟件設計 ................................................ 7 程序設計流程 ....................................... 7 三、電路調試 ................................................... 7 四、心得體會 ................................................... 8 五、參考文獻 ................................................... 9 附錄Ⅰ： ...................................................... 10 附錄Ⅱ：程序清單 .............................................. 11 附錄Ⅲ： ...................................................... 19 一、總體設計 此電子時鐘利用 AT89C51 單片機和時鐘芯片 DS1302 設計完成。 設計目的 通過對電子時鐘的設計，進一步熟練掌握單片機編程方法及思想。 通過對電子時鐘的設計，掌握實時時鐘芯片 DS1302 的使用方法。 通過對電子時鐘的設計，進一步掌握獨立式 鍵盤的編程控制并認識獨立式鍵盤在實際中的運用。 通過對電子時鐘的設計，增強對單片機的興趣及動手能力。并在此過程中學會對程序的逐步調試。 硬件功能描述 數(shù)字鐘能夠完成 24 小時制計時，計時初始化值為 00:00:00，用戶可以通過按鍵調整時鐘的初值實現(xiàn)校時功能，并且可以通過按鍵設定一個 24 小時以內任意時刻的鬧鈴，用戶可以手動選擇鬧鈴的開或者關兩種狀態(tài)。 設計方案選擇 計時方案： 方案 1：采用實時時鐘芯片 現(xiàn)在市場上有許多實時時鐘集成電路，如 :DS128 DS288 DS1302等。 這些實時時鐘芯片具備年、月、日、時、分、 秒計時功能和多點定時功能，計時數(shù)據的更新每秒自動進行一次，不 需要程序干預。因此，在工業(yè)實時測控系統(tǒng)中多采用這這一類專用芯片來 實現(xiàn)實時時鐘功能。 方案 2：是用單片機內的可編程定時器。 利用單片機內部的定時計數(shù)器進行中斷定時， 配合軟件延時實現(xiàn)時分秒的計時。該方案節(jié)省硬件成本，但程序設計 較復雜。 顯示方案： 一個良好的顯示模塊對一個系統(tǒng)非常重要，所有操作結果和計時結果，都要通過顯示模塊來顯示出來。同時顯示模塊提供了良好的人機交互平臺。 常用的顯示模式有 LED 7段數(shù)碼管顯示 、點陣顯示和液晶顯示。 液晶顯示屏（ LCD）具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險，平面直角顯示以及影象穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強等特點。但由于液晶其成本偏高。在使用時，不能有靜電干擾，否則易燒壞液晶的顯示芯片。 鑒于 LED 7段數(shù)碼管成本低，也比較容易實現(xiàn)的特點，最終確定使用共陽極數(shù)碼管來顯示。 設計任務及要求 任務： 設計一個可調時及日期顯示的電子時鐘 要求： 用 DS1302來實現(xiàn)對時間的計算 用 7 段 LED 來顯示時間 加獨立式鍵盤來進行調時 二、電子時鐘 軟件和硬件設計 硬件電路設計 工作原理 此電子時鐘可顯示的時間范圍為： 2020 年 1 月 1 日 0 點至 2100 年 12 月31 日 23 時 59 分。此時鐘在正常計時模式下具有自動調整每月的天數(shù)的變化，并用內接電池對時間保持。時間為 24 小時至。 接通電源對時間進行調整，按定時設置鍵確定被修改位的值。用時鐘芯片記憶當前時間并保持，待下次接通電源無須調整能正確顯示當前時間。 定時設置： 菜單按鍵，松開按鍵時有效 此按鍵實現(xiàn)鬧鈴功能，設定一個時間，此時四位數(shù)碼管第四位的小數(shù)點亮起，表示有鬧鈴設置；當鬧鈴是可按此鍵結 束鬧鈴。 時、分調整 : 加一鍵，松開按鍵有效 當定時設置鍵選中要修改的位時，如分（分閃爍時），按此鍵可以使分的值從當前值開始加一，加至 60 時變?yōu)?00（ 59 過后即顯示 00，不顯示 60）；而時則在加至 24 時變?yōu)?00（ 23 過后即顯示 0，不顯示 24）；日在加至 32時變?yōu)?00（即 31 過后即顯示 0，不顯示 32） 。月在加至 13 時變?yōu)?00（即12 過后即顯示 0，不顯示 13）；年在至 2100 時變?yōu)?2020（即 2099 過后即顯示 2020，不顯示 2100） 日期顯示 : 年、月顯示鍵，松開按鍵有效 按下此鍵松開后，顯示為日期， 5 秒后 自動返回時間顯示。 單元模塊電路 1 獨立按鍵模塊 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0. 0/ A D 0 39P 0. 1/ A D 1 38P 0. 2/ A D 2 37P 0. 3/ A D 3 36P 0. 4/ A D 4 35P 0. 5/ A D 5 34P 0. 6/ A D 6 33P 0. 7/ A D 7 32P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D 10P 3. 1/ T X D 11P 3. 2/ INT 0 12P 3. 3/ INT 1 13P 3. 4/ T 0 14P 3. 7/ R D 17P 3. 6 /W R 16P 3. 5/ T 1 15P 2. 7/ A 1 5 28P 2. 0/ A 8 21P 2. 1/ A 9 22P 2. 2/ A 1 0 23P 2. 3/ A 1 1 24P 2. 4/ A 1 2 25P 2. 5/ A 1 3 26P 2. 6/ A 1 4 27U1A T 89 C5 1RS T 5S CL K 7I/O 6X12X23V CC 1 8V CC 2 1U2DS 13 0 2R910 kR 1 010 kR 1 110 kR 1 210 kB13. 6 V定時設置時調整分調整日期顯示 系統(tǒng)有四個獨立按鍵，分別接至單片機 、 、 、 。 2 顯示模塊 2 3 4 5 6 7 8 91R P 14 .7 KR42KR52kR62