【正文】 摘要單片機(jī)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活中的各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)以其體積小、功能全、性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在許多行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。在工業(yè)控制、家用電器、通信設(shè)備、信息處理、尖端武器等各種測控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭，單片機(jī)開發(fā)技術(shù)已成為電子信息、電氣、通信、自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)。 基于單片機(jī)的智能電子鐘作為設(shè)計(jì)的課題，因?yàn)樗泻芎玫拈_放性和可發(fā)揮性，對作者的要求比較高，不僅考察了對單片機(jī)的掌握能力而且強(qiáng)調(diào)了對單片機(jī)擴(kuò)展的應(yīng)用。另外LCD的智能電子鐘已經(jīng)越來越流行，它具有顯示清晰直觀、走時(shí)準(zhǔn)確、可以進(jìn)行夜視等功能，并且還可以擴(kuò)展出其它多種功能。所以，智能電子鐘作為設(shè)計(jì)課題很有價(jià)值。隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，涉及到日常生活的方方面面。本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)AT89S51為控制核心，以液晶為顯示的數(shù)字時(shí)鐘。本數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)的原理相對簡單，所以硬件電路也相對簡單，難點(diǎn)和重點(diǎn)主要放在C語言的編程上，使用到定時(shí)器的子程序、延時(shí)程序、時(shí)分秒的控制程序、液晶模塊和單片機(jī)模塊的初始化程序、液晶顯示的程序等，各個(gè)函數(shù)交叉調(diào)用，配合主程序的運(yùn)行。關(guān)鍵字：LCD1602 AT89S51 定時(shí)器目 錄第一章 設(shè)計(jì)要求 1 LCD電子鐘的功能要求 1 1第二章 方案選擇與系統(tǒng)框圖及工作原理 2 2 2 2第三章 硬件電路設(shè)計(jì)與分析 3 3 4 6 7第四章 軟件設(shè)計(jì)與分析 8 8 8 9第五章 Protues仿真與調(diào)試 11第六章 PCB板的設(shè)計(jì) 13第七章 原件明細(xì)清單 14第八章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 15致 謝 16參考文獻(xiàn) 17附 錄 18附件1 硬件電路原理圖 18附件2 程序清單 18第一章 設(shè)計(jì)要求 LCD電子鐘的功能要求（1）能顯示年、月、日、時(shí)、分、秒（通常顯示時(shí)、分、秒）；（2）能對年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行預(yù)置；（3）具有定時(shí)功能，定時(shí)時(shí)間到聲光報(bào)告。 智能電子鐘的設(shè)計(jì)要求（1）主控部分：選擇單片機(jī)為核心元件構(gòu)成系統(tǒng)。（2）1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162個(gè)字符；芯片工作電壓:—；工作電流:()；模塊最佳工作電壓:；字符尺寸:(WH)mm。（3） 功能設(shè)計(jì)：采用了AT89S52型單片機(jī)，1602LCD液晶顯示屏，蜂鳴器、發(fā)光二極管。為了實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，定時(shí)，鬧鐘，秒表的功能，用到了單片機(jī)的外部中斷，計(jì)時(shí)器中斷，及Ｉ／Ｏ端口。（4）S0顯示日期（按下顯示日期，彈起后回到顯示時(shí)間狀態(tài)）；S1顯示鬧鐘（按下顯示鬧鐘，彈起后回到顯示時(shí)間狀態(tài)）；S2設(shè)置日期（按鍵1次設(shè)置年，2次設(shè)置月，3次設(shè)置日）；S3設(shè)置時(shí)間（按鍵1次設(shè)置星期，2次設(shè)置時(shí)，3次設(shè)置分，4次設(shè)置秒）；S4設(shè)置鬧鐘（按鍵1次設(shè)置時(shí)，2次設(shè)置分，3次設(shè)置秒）；S5增加一（設(shè)置中對所選擇變量加一）；S6減少一（設(shè)置中對所選擇變量減一）。（5） （顯示日期）（顯示鬧鐘時(shí)刻）是否有按下，并比較判斷定時(shí)時(shí)刻是否到達(dá)；按鍵S2對應(yīng)INT0中斷用來設(shè)置日期，每按下一次可分別對年、月、日進(jìn)行設(shè)置，，當(dāng)處在中斷設(shè)置狀態(tài)時(shí)按此鍵可以返回至正常顯示時(shí)間狀態(tài)；按鍵S3對應(yīng)INT1中斷用來設(shè)置時(shí)間，操作同上面的日期設(shè)置；按鍵S4對應(yīng)定時(shí)器T0，讓T0工作在計(jì)數(shù)模式，通過設(shè)置計(jì)數(shù)初值為最大，加一后計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出中斷，以此用作外部中斷來設(shè)置鬧鐘時(shí)刻。第二章 方案選擇與系統(tǒng)框圖及工作原理 方案選擇本次實(shí)驗(yàn)采用了AT89S52型單片機(jī)，1602LCD液晶顯示屏，蜂鳴器、發(fā)光二極管。為了實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，定時(shí)，鬧鐘，秒表的功能，用到了單片機(jī)的外部中斷，計(jì)時(shí)器中斷，及Ｉ／Ｏ端口． 系統(tǒng)框圖AT89S52單片機(jī)按鍵模塊LCD液晶顯示模塊蜂鳴器發(fā)光二級管 系統(tǒng)框圖 工作原理（顯示日期）（顯示鬧鐘時(shí)刻）是否有按下，并比較判斷定時(shí)時(shí)刻是否到達(dá)；按鍵S2對應(yīng)INT0中斷用來設(shè)置日期，每按下一次可分別對年、月、日進(jìn)行設(shè)置，，當(dāng)處在中斷設(shè)置狀態(tài)時(shí)按此鍵可以返回至正常顯示時(shí)間狀態(tài)；按鍵S3對應(yīng)INT1中斷用來設(shè)置時(shí)間，操作同上面的日期設(shè)置；按鍵S4對應(yīng)定時(shí)器T0，讓T0工作在計(jì)數(shù)模式，通過設(shè)置計(jì)數(shù)初值為最大，加一后計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出中斷，以此用作外部中斷來設(shè)置鬧鐘時(shí)刻。 第三章 硬件電路設(shè)計(jì)與分析 控制模塊1. AT89S52 AT89S52模塊2. 晶振電路 晶振電路3. 復(fù)位電路 復(fù)位電路以上三部分構(gòu)成了單片機(jī)最小系統(tǒng)，其中P0和P2口的部分管腳接顯示模塊，P3口接控制模塊，P2口的部分管腳接報(bào)警模塊。 顯示模塊 顯示模塊1602LCD主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量:162個(gè)字符芯片工作電壓:—工作電流:()模塊最佳工作電壓:字符尺寸:(WH)mm引腳功能說明：1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，: 引腳接口說明表 編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。硬件連接原理圖如下： 硬件連接原理圖 按鍵電路 按鍵電路圖S0顯示日期（按下顯示日期，彈起后回到顯示時(shí)間狀態(tài)）；S1顯示鬧鐘（按下顯示鬧鐘，彈起后回到顯示時(shí)間狀態(tài)）；S2設(shè)置日期（按鍵1次設(shè)置年，2次設(shè)置月，3次設(shè)置日）；S3設(shè)置時(shí)間（按鍵1次設(shè)置星期，2次設(shè)置時(shí)，3次設(shè)置分，4次設(shè)置秒）；S4設(shè)置鬧鐘（按鍵1次設(shè)置時(shí)，2次設(shè)置分，3次設(shè)置秒）；S5增加一（設(shè)置中對所選擇變量加一）；S6減少一（設(shè)置中對所選擇變量減一）； 報(bào)警部分模塊 報(bào)警部分模塊第四章 軟件設(shè)計(jì)與分析 基本資源的使用 本次實(shí)驗(yàn)采用了AT89S52型單片機(jī)，1602LCD液晶顯示屏，蜂鳴器、發(fā)光二極管。為了實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，定時(shí)，鬧鐘，秒表的功能，用到了單片機(jī)的外部中斷，計(jì)時(shí)器中斷，及Ｉ／Ｏ端口． 資源功能表資源功能外部中斷外部中斷INT1設(shè)置時(shí)分秒（每按一次改變設(shè)置類型）外部中斷INT0設(shè)置年月日（每按一次改變設(shè)置類型）定時(shí)器定時(shí)器T0用溢出中斷設(shè)置鬧鐘（每按一次改變設(shè)置類型）定時(shí)器T1定時(shí)器中斷（每隔1S調(diào)整一次時(shí)間）I/O端口P0，P2，P3LCD接口，蜂鳴器、發(fā)光二極管、按鍵 程序設(shè)計(jì)的基本思路（顯示日期）（顯示鬧鐘時(shí)刻）是否有按下，并比較判斷定時(shí)時(shí)刻是否到達(dá)；按鍵S2對應(yīng)INT0中斷用來設(shè)置日期，每按下一次可分別對年、月、日進(jìn)行設(shè)置，，當(dāng)處在中斷設(shè)置狀態(tài)時(shí)按此鍵可以返回至正常顯示時(shí)間狀態(tài)；按鍵S3對應(yīng)INT1中斷用來設(shè)置時(shí)間，操作同上面的日期設(shè)置；按鍵S4對應(yīng)定時(shí)器T0，讓T0工作在計(jì)數(shù)模式，通過設(shè)置計(jì)數(shù)初值為最大，加一后計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出中斷，以此用作外部中斷來設(shè)置鬧鐘時(shí)刻。 程序的主要流程圖否否否否是是YES是是開 始S0是否被按下？定時(shí)器、計(jì)數(shù)器初始化S1是否被按下？定時(shí)是否到達(dá)？顯示日期函數(shù)顯示鬧鐘函數(shù)報(bào)警函數(shù)S7返回鍵是否按下？ 按鍵程序流程圖否否否否否否否是是是是是是是是是是是是顯示日期函數(shù)S2按下INT0設(shè)置日期中斷執(zhí)行S2按2次？S2按3次？S2按4次？S5有按下？S6有按下？年+1年1顯示日期函數(shù)S5有按下？S6有按下？月+1月1S7有按下？S7有按下？顯示日期函數(shù)S5有按下？S6有按下？S7有按下？返 回日加一日減一否否否否否否 年、月、日程序框圖第五章 Protues仿真與調(diào)試本實(shí)驗(yàn)采用Keil 4和Protues Protues仿真圖顯示時(shí)間： 時(shí)間顯示圖設(shè)置日期： 日期顯示圖設(shè)置鬧鐘： 鬧鈴顯示圖仿真結(jié)果：經(jīng)過多次的反復(fù)測試與分析,掌握了硬件的設(shè)計(jì)與分析的能力，對所學(xué)的知識(shí)得到很大的提高與鞏固。最終實(shí)現(xiàn)功能:(1)能顯示陽歷年、月、日、星期、小時(shí)、分、秒(2)顯示模塊采用LCD液晶顯示，要求能用按鍵調(diào)整日期、時(shí)間和鬧鐘。(3)能進(jìn)行定時(shí)，并進(jìn)行聲光報(bào)警。第六章 PCB板的設(shè)計(jì) PCB板設(shè)計(jì)圖在PCB設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟，可以說前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的， 在整個(gè)PCB中，以布線的設(shè)計(jì)過程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最大。PCB布線有單面布線、 雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種：自動(dòng)布