【正文】 畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)成果 （ 2020 屆） 題 目 多功能數(shù)字鐘電路的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè) 班 級(jí) 應(yīng)電 XX 學(xué) 號(hào) 202037010030341 姓 名 指導(dǎo)教師 2020 年 05 月 23 日 1 XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)教學(xué)成果 目 錄 摘要 .................................................................... 1 英文摘要 ................................................................ 2 引言 .................................................................... 3 1 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) ....................................................... 5 功能要求 ......................................................... 5 方案設(shè)計(jì)思路 ..................................................... 5 2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ..................................................... 6 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................ 6 時(shí)鐘顯示模塊的設(shè)計(jì) .............................................. 7 按鍵模塊 ........................................................ 8 液晶顯示模塊 .................................................... 9 蜂鳴器報(bào)警模塊模塊 ............................................. 10 3 軟件設(shè)計(jì) ............................................................ 12 軟件設(shè)計(jì)總體方案 ............................................... 12 主程序流程圖 ................................................. 12 按鍵模塊實(shí)現(xiàn) .................................................... 13 4 系統(tǒng)軟件仿真及結(jié)果分析 .............................................. 14 Proteus 軟件簡(jiǎn)介 ................................................ 14 Proteus 軟件仿真過(guò)程 ............................................ 14 仿真結(jié)果 ....................................................... 15 結(jié)論與謝辭 ............................................................. 17 參考文獻(xiàn) ............................................................... 18 附件 1電路原理圖 ....................................................... 19 附件 2電路 PCB 圖 ....................................................... 19 附件 3程序源代碼 ....................................................... 20 附件 4元器件清單 ....................................................... 46 理工類(lèi) 2 多功能數(shù)字鐘電路的設(shè)計(jì) 信息工程學(xué)院 應(yīng)用電子技術(shù) 俞江紅 摘要 ： 數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它?yīng)用廣泛給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。本次設(shè)計(jì)主要以 AT89C51 為核心控制芯片， DS1302為時(shí)鐘芯片電路模塊， LCD1602 為液晶顯示模塊，通過(guò)按鍵模塊來(lái)設(shè)置年月日和鬧鐘的設(shè)定。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。數(shù)字鐘可以實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)間的基本功能，進(jìn)行校時(shí)整點(diǎn)報(bào)時(shí)，鬧鈴的功能。 關(guān)鍵詞 : 電子時(shí)鐘 單片 機(jī) DS1302 LCD1602 3 XX Abstract： Digital clock has bee the indispensable necessities in People39。s Daily life, it is widely applied to people39。s life, study, work and entertainment extremely convenient. This design USES AT89C51 as the nucleus is the main control chip, for DS1302 clock chip, LCD1602 LCD display time, through the key module to set the date and alarm Settings. Software part mainly acplished by programming of c program for time clock chip data read and write, and then through the liquid crystal display program can display the time conversion functions are implemented by keystrokes and switch of the screen. This design can be implemented according to the basic functions of time, during school hour alarm function. Keywords: electronic clock single chip DS1302 LCD1602 4 引言 時(shí)間是人類(lèi)生活必不可少的重要元素，如果沒(méi)有時(shí)間的概念，社會(huì)將不會(huì)有所發(fā)展和進(jìn)步。從古代的水漏、十二天干地支，到后來(lái)的機(jī)械鐘表以及當(dāng)今的石英鐘，都充分顯現(xiàn)出了時(shí)間的重要，同時(shí)也代表著科技的進(jìn)步。致力于計(jì)時(shí)器的研究和充分發(fā)揮時(shí)鐘的作用，將有著重要的意義。 電子鐘是采用電子電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分、秒進(jìn)行數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，廣泛應(yīng)用于個(gè)人家庭，車(chē)站， 碼頭辦公室等公共場(chǎng)所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵贰Ｓ捎跀?shù)字集成電路的發(fā)展和 石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、 0按時(shí)自動(dòng)打鈴、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 電子時(shí)鐘主要是利用電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化、數(shù)字化，擁有時(shí)間精確、體積小、界面友好、可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。當(dāng)今市場(chǎng)上的電子時(shí)鐘品類(lèi)繁多，外形小巧 別致。也有體型較大的，諸如公共場(chǎng)所的大型電子報(bào)時(shí)器等。電子時(shí)鐘首先是數(shù)字化了的時(shí)間顯示或報(bào)時(shí)器，在此基礎(chǔ)上，人們可以根據(jù)不同場(chǎng)合的要求，在時(shí)鐘上加置其他功能，比如定時(shí)鬧鈴，萬(wàn)年歷，環(huán)境溫度、濕度檢測(cè)，環(huán)境空氣質(zhì)量檢測(cè)， USB 擴(kuò)展口功能等。 5 1 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) 功能要求 (1) 以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。 （ 2）手動(dòng)快校時(shí)、快校分或慢校時(shí)、慢校分。 （ 3）定時(shí)控制、仿廣播電臺(tái)整點(diǎn)報(bào)時(shí)等功能。 設(shè)計(jì)思路 本次設(shè)計(jì)主要以數(shù)字形式顯示年月日和手動(dòng)快校時(shí)，快校分或慢校時(shí)，慢校分，實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)和鬧鈴的功能。 在硬件電路設(shè)計(jì)方面主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)， DS1302時(shí)鐘芯片電路模塊， LCD1602液晶顯示模塊，按鍵模塊以及蜂鳴器報(bào)警模塊。 在軟件方面主要是采用 c 語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程，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。 6 2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) AT89C51 是一款非常適合單片機(jī)初學(xué)者學(xué)習(xí)的單片機(jī)，它是美國(guó) Atmel 公司生產(chǎn)的低功耗、高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4KB 可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序 存儲(chǔ)器 ，器件采用 Atmel 公司的高密度、非易失性 存儲(chǔ) 技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它集 Flash 程序 存儲(chǔ)器 ，即可在線(xiàn)編程（ ISP） ，也可以用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 AT89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 1所示。 圖 1 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī) AT89C51的主要技術(shù)參數(shù)如表 1所示。 表 1 單片機(jī) AT86C51技術(shù)參數(shù) 主要功能特性 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000寫(xiě) /擦循 環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8位內(nèi)部 RAM 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 5個(gè)中斷源 與 MCS51 兼容 時(shí)鐘模塊電路的設(shè)計(jì) DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片， 7 它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏 年補(bǔ)償功能，工作電壓為～ 。采用三線(xiàn)接口與 CPU 進(jìn)行 同步通信 ，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+ 時(shí)， Vcc2