【正文】 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ I ~ 華 北 水 利 水 電 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 設(shè)計題目： 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 專 業(yè)： 電子科學與技術(shù) 班級學號： 202108007 姓 名 : 白起 指導教師： 熊軍華 設(shè)計期限： 2021 年 3 月 22 日開始 2021 年 6 月 6 日結(jié)束 院、系： 電力學院 2021 年 6 月 6 日 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ II ~ 華北水利水電學院本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 指導老師：熊軍華 一、 設(shè)計題目：基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 二、 設(shè)計要求： 1. 設(shè)計硬件電路，以 STC89C52RC 為控制核心，控制相應(yīng)的集成芯片，組成控制電路； 2. 將定時數(shù)據(jù)輸出到 顯示元件 ，實現(xiàn)時間的顯示； 3. 設(shè)計并繪制電子線路原理圖，電子線路 PCB 布置圖，合理選擇元件，給出主要元器件參數(shù)。 三、 設(shè)計任務(wù) 1. 控制系統(tǒng)的核心部件選擇 STC89C52RC 單片機； 2. 電子線路原理圖的設(shè)計 3. 電子線路 PCB 布置圖的設(shè)計； 4. 結(jié)合實際應(yīng)用正確選擇各個器件型 號及其相應(yīng)技術(shù)規(guī)范。 四、 設(shè)計完成提交技術(shù)資料 1. 畢業(yè)設(shè)計論文要求字數(shù)為 10000~15000 字，論文格式參照華北水利水電學院關(guān)于本科畢業(yè)設(shè)計論文格式要求計算機打??； 2. 系統(tǒng)電氣原理圖，要求用 0圖紙（按國標要求繪制）； 3. 各部分環(huán)節(jié)的工作原理及調(diào)試故障分析及排除方法； 4. 畢業(yè)設(shè)計論文內(nèi)插圖必須用電腦制作。 五、 時間分配： 設(shè)計總時間為 14 周，其中畢業(yè)實習和資料采集 2 周，理論設(shè)計、分析計算及仿真 7周，實際參數(shù)調(diào)試 3 周，寫說明書 1 周，畢業(yè)答辯 1 周。 六、 設(shè)計參考書 ； ； ； 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ III ~ 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 年 月 日 學生姓名 白起 學號 202108007 專業(yè) 電子科學與技術(shù) 題目名稱 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 課題來源 模擬 主要內(nèi)容 一、核心部分 STC89C52RC 單片機的資料 STC89C52RC 單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾 、 高速 、 低功耗的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機 。它的 正常工作電 壓范圍為 ~，正常工作溫度范圍為 0~75℃，理論工作頻率為 0~40MHz，實際可達到 48MHz，片上集成了 512 字節(jié)的 RAM， 8K 字節(jié)的用戶應(yīng)用程序存儲空間。它擁有 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器，其中定時器 0 可以作為 2 個8 為定時器使用； 4 路外部中斷可由下降沿或低電平觸發(fā)；它擁有 32 個通用I/O 口，其中 P P P3 為準雙向口， P0 口為開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，但作為 I/O 口使用時，需加上上拉電阻；它的 ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程）可通過串口（ ）直 接下載用戶程序；作為眾多單片機中的一員，和其他種類單片機一樣，它具有很強的擴展功能，只要采用常用的電路芯片，按照典型的電路連接，就能方便的構(gòu)成各種不同擴展的應(yīng)用系統(tǒng)。 二、設(shè)計要求 以 STC89C52RC 為主控制器，配合合適的電源、時鐘芯片、顯示器件及其他元件，組成一個電子時鐘，并能滿足以下要求： 1. 電源接通，電子時鐘自動進入正常計時工作狀態(tài)； 2. 顯示元件正確顯示日歷、星期和時間的信息； 3. 年、月、日、星期、時、分、秒之間自動關(guān)聯(lián)進位； 4. 通過按鍵實現(xiàn)對日歷、星期和時間的調(diào)整，具體分配為： ? SET 鍵按下時鐘進入時間 調(diào)整模式，并根據(jù)被按下的次數(shù)選擇對應(yīng)調(diào)整的項目 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ IV ~ ? UP 鍵按下對應(yīng)調(diào)整項目數(shù)值加 1 ? DOWN 鍵按下對應(yīng)調(diào)整項目數(shù)值減 1 ? MODE 鍵按下即時退出時間調(diào)整模式并進入正常顯示模式 三、系統(tǒng)工作原理及總體設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖 整個電路主要由如下圖所示 5 部分構(gòu)成。 主控制器 STC89C52RC 每隔一段時間（小于一秒）讀 取 一次時鐘芯片內(nèi)部寄存器上的值，并將讀出來的日歷、星期、時間信息 通過設(shè)定程序 處理 為顯示模塊能夠識別的數(shù)據(jù)，然 后通過 單片機 其他的 I/O 口實時地 輸出到顯示模塊 ，最終使時鐘信息得到 顯示。在此 同時 ， 主控制器也不斷的掃描 按鍵模 塊與單片機的連接端口 ， 當有鍵按下時，對應(yīng)端口電位發(fā)生變化，單片機內(nèi)部程序判斷出按鍵位置 并 執(zhí)行與該鍵相對應(yīng)的功能操作，最后再將調(diào)整后的日歷、星期或時間數(shù)據(jù) 寫入時鐘芯片內(nèi)部。 總體設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖 三、主要任務(wù) 1. 以 STC89C52RC 為控制核心，選擇比較適用的電源、時鐘芯片以及顯示器件； 2. 設(shè)計各個部分的適用電路并最終畫出整體的原理圖； 3. 結(jié)合實際應(yīng)用正確選擇各個器件型號及其相應(yīng)技術(shù)規(guī)范 ； 3. 根據(jù)原理圖生成 PCB 圖，并對該圖進行合理的元件布局和整板布線； 4. 根據(jù) STC89C52RC 及所選外圍器件的參數(shù)編寫單片機應(yīng)用程序以使電子時鐘的日歷、星期以及時間得到正確顯示，并能通過 SET、 MODE、 UP、DOWN 四個按鍵對其進行實時調(diào)整； 主控制器 STC89C52RC 時鐘模塊 顯示模塊 按鍵模塊 電源模塊 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ V ~ 5. 利用電腦軟件對原理圖和系統(tǒng)程序進行仿真，并根據(jù)仿真效果對電路和系統(tǒng)程序進行修改； 6. 對照電路原理圖，對硬件電路進行元件的焊接； 7. 對硬件電路進行調(diào)試，并對發(fā)現(xiàn)的故障進行分析排除直到滿足所有的設(shè)計要求； 8. 完善畢業(yè)設(shè)計的論文和說明書等。 四、設(shè)計內(nèi)容 1. 時鐘芯片的選取和時鐘電路的設(shè)計 時鐘芯片的主要作用就是對年、月、日、星期、時、分、 秒進行獨立計時，并實時輸送到單片機中。相對于利用單片機片內(nèi)計時器復雜的編程計時，利用時鐘芯片計時更為便捷和精確。由于本次設(shè)計沒有對精確性進行詳細的要求，故對時鐘芯片的選取只要考慮其可行性、易用性和經(jīng)濟性即可。 時鐘電路的設(shè)計主要參考所選時鐘芯片的各項實際參數(shù)，要求盡量做到既能滿足芯片本身的要求，又能符合整體的電子時鐘設(shè)計思路且能得到較為準確的計時。 2. 顯示模塊的選取和顯示電路的設(shè)計 顯示模塊主要用于對 STC89C52RC 從時鐘芯片中讀取的日歷、星期、時間數(shù)據(jù)的顯示，由于要顯示的數(shù)據(jù)較多，為避免顯 示過亂，故在對其選取時要考慮它的顯示效果、可行性、易用性和經(jīng)濟性。 顯示模塊的電路設(shè)計除了要滿足其各項正常工作參數(shù)外，還要根據(jù)其所需外接線的數(shù)量合理地選取和分配 STC89C52RC 的 I/O 口。 3. 電源的選取和電源電路的設(shè)計 電源主要用于對單片機、時鐘芯片和顯示器件進行供電。電源供電電壓 大小要根據(jù)實際電路中單片機、時鐘芯片和顯示器件正常工作的電壓要求選擇，電源的供電形式要求做到安全便捷、簡單易用。 電源電路的設(shè)計可以根據(jù)電源的供電形式合理的選用元器件以盡量的得到穩(wěn)定、滿足要求的電源。 4. 電 子線路原理圖的設(shè)計 使用 PROTEL 畫出整個電路的原理圖，要求元器件布局大方、連接線路華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ VI ~ 清晰。并根據(jù)實際電路需要 正確選擇各個器件型號及其相應(yīng)技術(shù)規(guī)范 （封裝等）。 5. 電子線路 PCB 布置圖的設(shè)計 由電氣常規(guī)檢查無誤的電子時鐘原理圖生成 PCB 圖，檢查各元器件的封裝形式是否適用，根據(jù)實際元件大小及電磁干擾等因素對 PCB 圖中的元件合理放置并對連線進行合理布置，最后對比原理圖檢查是否有錯誤，無誤之后交由電路板印制企業(yè)。 6. 程序設(shè)計及仿真 根據(jù)所要實現(xiàn)的目的列出系統(tǒng)工作流程圖，然后根據(jù)系統(tǒng)流程圖利用計算機在 keil 軟件中編寫程 序并編譯直至無誤，生成 HEX 類型系統(tǒng)燒錄文件，再在 protus 軟件中根據(jù)原理圖畫出仿真電路，利用生成的燒錄文件，對 keil中的程序進行仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果修改程序直至仿真效果達到最初設(shè)定的任務(wù)要求。 7. 硬件電路調(diào)試故障分析與排除 待硬件電路焊接完成后，對硬件電路各部分進行逐步調(diào)試，對出現(xiàn)的故 障進行一一的產(chǎn)生原因分析并提出合理的問題解決方案。最后將仿真完成的程序文件利用 ISP 在線編程器燒錄到實際電路的 STC89C52RC 芯片中，進行系統(tǒng)整體電路的調(diào)試，測試電子時鐘的顯示效果及各個按鍵的功能，若有異常則對程序文 件進行針對性的修改，直到電子時鐘最終效果滿足設(shè)計全部要求。 8. 畢業(yè)設(shè)計論文和說明書等的完善 根據(jù)自己的實際設(shè)計過程，對畢業(yè)設(shè)計論文和說明書等進行完善，并根 據(jù)《 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）實施細則 》對論文等的格式進行修改以達到統(tǒng)一要求。 采取的主要技術(shù)路線或方法 查閱電子元器件手冊、單片微機原理及應(yīng)用， Protel 99SE 電路設(shè)計、 C語言程序設(shè)計、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)等相關(guān)專業(yè)資料，和導師及同學對設(shè)計內(nèi)容進行綜合分析，按計劃完成每一步的工作，最終完成設(shè)計內(nèi)容并進行說明書編寫。 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ VII ~ 預 期的成果及形式 1. 3000 字左右的畢業(yè)設(shè)計開題報告 2. 16000 字以上的 畢業(yè)設(shè)計論文，論文格式 要符合 華北水利水電學院關(guān)于本科畢業(yè)設(shè)計論文 的 格式要求 3. 系統(tǒng)電路電氣原理圖（ 0圖紙、國標繪制）、系統(tǒng)電路 PCB 布置圖、系統(tǒng)程序 4. 滿足設(shè)計要求的電子時鐘實物 5. 所有成果 包括紙質(zhì)和電子文檔兩部分 ，其中紙質(zhì)要符合華北水利水電學院畢業(yè)設(shè)計打印要求 時間安排 設(shè)計總時間為 14 周，其中 ： 畢業(yè)實習和資料采集 2 周， 理論設(shè)計、 方案分析 2 周 硬件設(shè)計、參數(shù)計算 2 周 軟件設(shè)計及仿真 1 周， 硬件電路焊接及實物 調(diào)試 3 周， 論文書寫完善 1 周， 畢業(yè)答辯 1 周。 指導教 師意見 簽 名： 年 月 日 備注 參考文獻： [1] 丁元杰 .單片微機原理 .機械工業(yè)出版社， ，第三版 。 [2] 張建偉、李秀琴 .C 語言程序設(shè)計 .科學出版社， ，第一版 。 [3] 華成英、童詩白 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社， ，第四版 。 [4] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社， ，第四版 。 [5] 求是科技 .單片機典型外圍器件應(yīng)用實例 .人民郵電出版社 ,。 [6] 張毅剛 .修林成、胡振江 .MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學出版社， 。 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ 1 ~ 摘要 20 世紀末，電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透到了社會的各個領(lǐng)域，并有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品的性能進一步得到提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。電子時鐘作為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚奈锲罚粡V泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作和娛樂帶來極大的方便?，F(xiàn)代數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和先進石英技術(shù)的采用，使電子時鐘具有走時準確、性能穩(wěn)定、集成電路體 積小、功耗低、功能多、攜帶方便等優(yōu)點，因此在許多電子設(shè)備中也被廣泛使用 。 電子時鐘主要是利用電子技術(shù)將時鐘電子化、數(shù)字化。本設(shè)計主要以 STC89C52RC 芯片為控制核心，實現(xiàn)一款可正常顯示年、月、日、星期、時、分、秒并能通過按鍵對它們進行實時調(diào)整的多功能電子時鐘。最終方案選擇 LCD1602 作為電子時鐘的顯示裝置，配合使用 DS1302 實時時鐘日歷芯片完成時鐘 /日歷的基本功能。這種實現(xiàn)方法的優(yōu)點就是電路簡單、性能可靠、實時性好、時間精確度高、操作便捷且編程容易。該電子時鐘可以應(yīng)用于一般的生活和工作中，也可通過改 裝提高性能，增加新功能，從而給人們的生活和工作帶來更多的方便。 關(guān)鍵字： 電子技術(shù)、電子時鐘、 STC89C52RC、 DS130 LCD1602