【正文】 ... 13 電源轉換模塊 .................................................... 16 本章小結 ........................................................ 17 3 電路仿真與制作 ..................................................... 17 電路仿真 ........................................................ 17 電路板制作 ...................................................... 18 本章小結 ........................................................ 18 4 軟件設計部分 ....................................................... 18 時鐘程序的設計 .................................................. 18 本章小結 ........................................................ 20 5 總結 ............................................................... 20 參考文獻 .............................................................. 20 致 謝 ............................................................... 21 附錄 .................................................................. 21 1 緒論 人類的生活和工作均離不開時鐘。能夠準確顯示時間（顯示格式為時時：分分：秒秒， 24小時制），可隨時進行時間調整，具有鬧鐘時間設置、鬧鐘開 /關、止鬧功能，設計以硬件軟件化為指導思想，充分發(fā)揮單片機功能，大部分功能通過軟件編程來實現(xiàn)，電路簡單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。 摘 要 本設計基于單片機技術原理，以單片機芯片 AT89C52 作為核心控制器，通過硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設計 了 多功能數(shù)字時鐘系統(tǒng)。同時 ，該時鐘系統(tǒng)還具有功耗小、成本低的特點，具有很強的實用性。從古代的滴漏更鼓到近代的機械鐘，從電子表到目前的數(shù)字時鐘，為了準確的測量和記錄時間，人們一直在努力改進著計時工具。 數(shù)字鐘成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?,由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用 ,使得數(shù)字鐘的精度 ,遠遠超過老式鐘表 , 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便 。它功能強大，體積小，質量輕，靈活好用，配以適當?shù)慕涌谛酒?，可以構造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品 ]2[ 。這種具有人們所需要的智能化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動，擴大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字化提供了可能。但目前市場上各式各樣的 LCD 數(shù)字電子鐘大多數(shù)用全硬件電路實現(xiàn)，電路結構復雜，功率損耗大等缺點 ， 因此有必要對數(shù)字電子鐘進行改進 。高精度、多功能、小體積、低功耗，是現(xiàn)代時鐘發(fā)展的趨勢。 8253 定時時間到了之后產(chǎn)生中斷信號， 8253 在中斷服務程序中實現(xiàn)時、分、秒的累加。 報警聲響用蜂鳴器產(chǎn)生，將蜂鳴器接到 8255 的一個端口，通過輸出電平的高低來控制蜂鳴器的發(fā)聲。 用 CN6 無進位六進制計數(shù)器選擇數(shù)碼管的亮滅以及對應的數(shù)，循環(huán)掃描顯示，用SEL61 六選一選擇器選擇給定的信號輸出對應的數(shù)送到七段碼譯碼器。 基于 MCS51 單片機的數(shù)字時鐘系統(tǒng)具有顯示準確、直觀、易于調整等特點。 目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。 單片機在多功能數(shù)字鐘中的應用已是非常普遍的，人們對數(shù)字鐘的功能及工作順序都非常熟悉。輸出設備顯示器可以用液晶顯示技術和數(shù)碼管顯示技術。 課題研究內(nèi)容 采用模塊設計法完成多功能數(shù)字時鐘的設計。 2 多功能數(shù)字時鐘硬件設計 基于單片機的多功能數(shù)字時鐘的設計， 單片機芯片作為控制系統(tǒng)的核心部件，它除了具備 微機 CPU 的數(shù)值計算功能外，還具有靈活強大的控制功能，以便實時檢測系統(tǒng)的輸入量、控制系統(tǒng)的輸出量，實現(xiàn)自動控制。顯示電路的設計，隨著科技的發(fā)展，液晶顯示的使用越來越方便，已被普遍的使用。方案的設計可以從 以下幾個方面來確定。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。 AT89C52單片機的特性概述 主要特性： AT89S52 為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flsah 存儲器。 XTAL2： 系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，一般在設計 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。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。平時在程序執(zhí)行時 ALE 引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的 1/6，因此可以用來驅動其他周邊晶片的時基輸入。 PORT0（ ～ ）： 端口 0 是一個 8 位寬的開路汲極（ Open Drain）雙向輸出入端口，共有 8 個位， 表示位 0， 表示位 1，依此類推。 PORT2（ ～ ）： 端口 2 是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個引腳可以推動 4 個 LS的 TTL 負載，若將端口 2 的輸出設為高電平時，此端口便能當成輸入端口來使用。 PORT3（ ～ ）： 端口 3 也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個TTL 負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通 信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或寫入控制等功能。 ： INT1，外部中斷 1 輸入。 ： RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信 號。注意加密方式 1 時，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 顯示模塊 隨著科技的發(fā)展，液晶顯示的使用越來越方便，已被普遍的使用 ，所以本次設計采用液晶顯示 。 數(shù)字鐘要顯示現(xiàn)在的日歷時間包括年、月、日、星期、時、分、秒， 在這里采用 1602LCD液晶顯示 。 RW 也是很多液晶上都有的引腳 是讀寫選擇端 該腳電平為高是表示要對液晶進行讀操作；為低時表示要進行寫操作。 1602LCD 數(shù)據(jù)原理 讀狀態(tài) 輸入 RS=L， R/W=H， E=H 輸出 D0～ D7=狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS=L， R/W=L， D0～ D7=指令碼， E=高脈沖 輸出 無 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=H， E=H 輸出 D0～ D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=L， D0～ D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出 無 圖 1602LCD 基本操作時序 1602LCD 的指令碼（命令碼） 此液晶上電的時候需要初始化典型的指令碼是 38H， 也就是上電的時候需要 調用 void write_cmd(unsigned char mand)這個函數(shù)寫指令碼，用法是 write_cmd(0x38)。 共有以下 8 種指令 0 0 0 0 1 0 0 0 08H 關液晶顯示 光標不閃爍 不顯示光標位置 0 0 0 0 1 0 0 1 09H 關液晶顯示 光標不閃爍 顯示 光標位置 0 0 0 0 1 0 1 0 0AH 關液晶顯示 光標不閃爍 不顯示光標位置 0 0 0 0 1 0 1 1 0BH 關液晶顯示 光標不閃爍 顯示光標位置 0 0 0 0 1 1 0 0 0CH 開液晶顯示 光標不閃爍 不顯示光標位置 0 0 0 0 1 1 0 1 0DH 開液晶顯示 光標不閃爍 顯示光標位置 0 0 0 0 1 1 1 0 0EH 開液晶顯示 光標不閃爍 不顯示光標位置 0 0 0 0 1 1 1 1 0FH 開液晶顯示 光標不閃爍 顯示光標位置 第二行指令主要 能完成的功能是寫完字符 光標或屏幕移動方向 指令碼 功能 80H+地址碼（ 027H， 40H67H） 設置數(shù)據(jù)地址指針 顯示模塊的數(shù)據(jù)連接 1602LCD 的 D0— D7 的八位數(shù)據(jù)線分別接單片機 89C51 的 — 。 DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需三根 I/O 線：復位（ RST）、 I/O 數(shù)據(jù)線、串行時鐘（ SCLK）。雖然數(shù)據(jù)分成兩種，但是對單片機的程序而言，其實是一樣的，就是對特定的地址進行讀寫操作。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（ 8 位地址 +8 位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為 8 加最多可達 248 的數(shù)據(jù)。日歷、時間寄存器及控制字如表 1 所示： 寄存器名稱 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 秒寄存器 1 0 0 0 0 0 0 分寄存器 1 0 0 0 0 0 1 小時寄存器 1 0 0 0 0 1 0 日寄存器 1 0 0 0 0 1 1 月寄存器 1 0 0 0 1 0 0 星期寄存器 1 0 0 0 1 0 1 年寄存器 1 0 0 0 1 1 0 寫保護寄存器 1 0 0 0 1 1 1 慢充 電寄存器 1 0 0 1 0 0 0 時鐘突發(fā)寄存器 1 0 1 1 1 1 1 表 1：日歷、時鐘寄存器與控制字對照表 最后一位 RD/W 為 “0”時表示進行寫操作，為 “1”時表示讀操作。 物理上， DS1302 的通訊接口由 3 個口線組成，即 RST， SCLK， I/O。復位端 RST 接 89C51的 ， 串行數(shù)據(jù)輸入端 SCLK 接 ，數(shù)據(jù)雙向輸入、輸出端 I\O 接 圖 時鐘模塊的數(shù)據(jù)連接 電源轉換模塊 日常用到的都是 220V 的交流電源，所以，需要用變壓器將其轉換為線路設計中所用到的直流電源。對各模塊所需的芯片、元器件進行介紹。 ② 具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動態(tài)仿真、 C 調試器、 SPI 調試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 根據(jù)本設計模塊化思想，繪制電路圖如圖 ： 圖 多功能數(shù)字時鐘電路圖 [圖錯 ] 電路板制作 Proteus組合了高級原理布圖、混合模式 SPICE仿真 ,PCB設計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設計系統(tǒng)。 本章小結 本章主要介紹本次設計中在 Proteus 軟件中進行的電路圖的繪制，軟件的仿真， PCB 板的制作。 Keil支持匯編語言和 C 語言的程序設計， 易學易用。 圖 時鐘 程序流程圖 液晶程序模塊 時鐘需顯示時間、溫度。 delay()。 en=0。 電子時代已經(jīng)到來。所以，在設計的時候，應該從多方面、多角度去考慮問題，而且應該進一步提高時鐘的質量。 sbit rw=P2^1。 sbit io=P1^7。//溫度正負標志 // unsigned int disdata[4]。 uchar init[]={0x00,0x10,0x16,0x05,0x08,0x03,0x09}。j)。 en=1。 } //注意必須加延時，否則會出問題的 void is_ready() { P0=0x00。 while(P0amp。 rs=0。 _nop_()。 P0=indata。 write_cmd(addr)。 i++。} else {p=0xc0+col1。 write_cmd(0x06)。i0。 else io=0。 } } void wr_(unsigned char )//寫指令 // { is_ready()。 delay()。 } void wr_dat(unsigned char dat)//寫數(shù)據(jù) // { delay()。 P0=dat。\039。 } } init_play()//初始化顯示 // { init_lcd()。 display(str2)。i0。0x7f。 } //往 ds1302的某個地址寫入數(shù)據(jù) void write_ds1302(uchar cmd,uchar indata) { reset=1。 sclk=0。 backdata=read_byte()。 } //設置初始時間 void set_ds1302(uchar addr,uchar *p,uchar n)//寫入 n個