基于51單片機(jī)設(shè)計(jì)的多功能數(shù)字時(shí)鐘畢業(yè)設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-30 21:36 本頁面
【正文】 基于51單片機(jī)多功能數(shù)字時(shí)鐘 姓名：劉波 學(xué)號(hào)：01105120 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)24小時(shí)制多功能數(shù)字鐘。 主要性能指標(biāo)數(shù)字顯示年、月、周、日、時(shí)、分、秒。 創(chuàng)意部分要求準(zhǔn)確的進(jìn)行年、月、周、日、時(shí)、分、秒的轉(zhuǎn)換，切換兩種顯示模式。 總體設(shè)計(jì)方案 概述及設(shè)計(jì)思路該設(shè)計(jì)方案是以MC51單片機(jī)為核心，采用LCD液晶屏幕顯示系統(tǒng)，溫度采集模塊、日期提醒、鍵盤時(shí)間調(diào)整預(yù)設(shè)置等模塊，所構(gòu)建的數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)，能動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)、分、秒，數(shù)據(jù)顯示(誤差限制在30每天)。 方案論證（1）時(shí)鐘模塊【方案一】 采用單片機(jī)內(nèi)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器。它的處理過程主要是先設(shè)定單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式，對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)確定基準(zhǔn)時(shí)間，然后用另外一個(gè)定時(shí)器軟件計(jì)數(shù)的方法對(duì)基準(zhǔn)時(shí)間形成秒，秒計(jì)60次形成分，分計(jì)60次形成小時(shí)。依此類推，獲取日期也是采用相同的方法。該方案在具體實(shí)現(xiàn)過程中，計(jì)時(shí)存在較大的誤差。如果晶振受到其他外界信號(hào)干擾，或者基準(zhǔn)時(shí)間計(jì)算不準(zhǔn)確，都會(huì)導(dǎo)致時(shí)間顯示錯(cuò)誤。【方案二】 采用555多諧振蕩器。由555定時(shí)器組成一個(gè)多諧振蕩器，產(chǎn)生周期為100HZ的脈沖，然后經(jīng)過兩個(gè)74LS160組成的分頻器得到1HZ的秒脈沖。多諧振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的準(zhǔn)確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，通常選用成品晶振構(gòu)成振蕩器電路。計(jì)時(shí)精度取決于振蕩器的頻率，振蕩器頻率越高計(jì)時(shí)精度越高。【方案三】采用DS1302時(shí)鐘芯片。DS1302是一種高性能、超低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過AM/PM標(biāo)志位決定采用24或12小時(shí)時(shí)間格式。芯片內(nèi)部集成備用電源，當(dāng)外圍電路電路有電源供應(yīng)的時(shí)候，備用電源充電儲(chǔ)能。當(dāng)外圍電路掉電時(shí)，DS1302芯片工作在休眠狀態(tài)，以備用電源供電。當(dāng)外圍電路再次供電，即可喚醒休眠進(jìn)入正常工作狀態(tài)，顯示時(shí)間無任何異常。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用方案三。（2）數(shù)據(jù)顯示【方案一】 采用LED數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。LED數(shù)碼管是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的顯示字段的顯示器件，當(dāng)數(shù)碼管中的某個(gè)發(fā)光二極管導(dǎo)通的時(shí)候，相應(yīng)的一個(gè)字段便發(fā)光，不導(dǎo)通則不發(fā)光。一般來說，LED數(shù)碼管的控制可分為段選控制和位選控制。段選是LED所顯示的字段，如：a，b，c，d，e，f，g，dp,當(dāng)a，b，c同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r顯示數(shù)字7；當(dāng)a，b，d，e，g同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r顯示數(shù)字2。位選則是顯示該數(shù)字的位。根據(jù)以上控制原理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間和溫度的顯示?！痉桨付?采用LCD1602液晶屏顯示數(shù)據(jù)。液晶屏的應(yīng)用非常廣泛，比如日常生活中的手表、時(shí)鐘、計(jì)算器、儀器儀表、家電、醫(yī)療器械、車船儀表、聲象設(shè)備文體用品、通訊設(shè)備視頻圖像顯示和大畫面顯示等等。LCD1602 液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。 如清除顯示指令 01H，光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置 ；光標(biāo)復(fù)位指令00H，光標(biāo)返回到地址。LCD1602液晶屏具有字符發(fā)生器，可以直觀的顯示漢字、圖形、字符，并且顯示容量大，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示簡(jiǎn)單方便。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要顯示的數(shù)據(jù)比較多。如果使用LED數(shù)碼管，那么就要用分屏切換來顯示數(shù)據(jù)，那樣既不直觀又不方便，并且對(duì)單片機(jī)的I/O口開銷比較大。若使用LCD液晶屏顯示數(shù)據(jù)，則不需要分屏切換，而且還節(jié)省了I/O資源。因此，采用方案二。2 系統(tǒng)組成與工作原理 系統(tǒng)框圖及工作原理AT89S51鍵盤輸入LCD 液晶顯示DS18B02DS1302圖21 系統(tǒng)框架圖工作原理：本設(shè)計(jì)采用STC89C51單片機(jī)作為本次課程設(shè)計(jì)的控制模塊。單片機(jī)可把由DS18BDS1302中的數(shù)據(jù)利用軟件來進(jìn)行處理，從而把數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊，實(shí)現(xiàn)溫度、日歷的顯示。以LCD液晶顯示器為顯示模塊，把單片機(jī)傳來的的數(shù)據(jù)顯示出來，并且顯示多樣化，在顯示電路中，主要靠按鍵來實(shí)現(xiàn)各種顯示要求的選擇與切換。 單元電路設(shè)計(jì) MC51單片機(jī)89S51各引腳功能介紹：VCC：89S51 電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。EA/Vpp：EA為英文External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用 8
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