【正文】 .................25 單元電路設(shè)計 .............................................26 總體電路圖 ................................................45 原件列表 ..................................................29 第四章 方案實現(xiàn)與測試 ................................. 30 主程序 ....................................................30 第五章 課程設(shè)計小結(jié) .................... 錯誤 !未定義書簽。 在數(shù)字鐘實驗設(shè)計當中遇到的首要問題有三個：一是電路的總體設(shè)計問題；二是電路的焊接問題；三是電路的調(diào)試問題。 通過整個電路設(shè)計與制作的整個過程，掌握了對電子鐘的設(shè)計 , 組裝與調(diào)試方法。該系統(tǒng)的設(shè)計為向家庭數(shù)字化方向發(fā)展又前進了一步。該系統(tǒng)的設(shè)計很好的滿足當前學校教學的需要，是一個理想的智能化的設(shè)計。 用 Proteus 仿真能夠正確的現(xiàn)實時間，但燒入學習板出現(xiàn)亂碼現(xiàn)實不能正常工作。 利用焊好的板子進行調(diào)試 經(jīng)過 Proteus 仿真后，再把程序燒入單片機學習板看是否能顯示功能。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。主要利用仿真軟件 proteus 及學習板來確認程序是否能顯現(xiàn)功能。 //顯示清屏 18 //定時器初始化 T0_Init_1()。 //LCM 初始化 //顯示 初始化界面 DisplayListChar(0, 0, uctech)。//可以進行設(shè)置是否顯示負溫 //初始化時間芯片 init_ds1302()。其 電路 連接圖 如圖所示。 VCC21X12X23GND4RST5I/O6SCLK7VCC18DS1302DS1302VCC12Y1sclki/orst 圖 DS1302 接線圖 復(fù)位電路 在 AT89S52 單片機中的振蕩器運行時， RST 引腳上保持到少 2個機器周期的高電平輸入信號，復(fù)位過程即可完成。只有在 SCLK為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 DS1302由 VCC1或 VCC2兩者中的較大 者供電 ；當 VCC2大于 VCC1＋ ， VCC2給 DS1302供電 ； 當 VCC2小于 VCC1時 ， DS1302由 VCC1供電。 表 LCD1602的內(nèi)部顯示地址 。 指令 10：寫數(shù)據(jù) 。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM地址設(shè)置 。 指令 5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標 。 指令 4：顯示開關(guān)控制。 指令 2：光標復(fù)位，光標返回到地址 00H 。 LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了 160 個不同的點 陣字符圖形，這些字符 圖 有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母 “ A” 的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “ A”。 當 E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 5） 第 5 腳： RW 為讀寫信號線 。 3） 第 3腳： VEE為液晶顯示器對比度調(diào)整端 。其實物如圖 ，它的 顯示內(nèi)容豐富 、體積小、美觀和易于控制都是本設(shè)計選擇作為顯示模塊的原因。 LCD 液晶顯示電路 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在 各種小系統(tǒng)中得到了更廣泛的應(yīng) 用 。 11） XTAL1： 19腳，振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于 系統(tǒng)校驗 。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 4） P1口： 32～ 39腳， P1口是一個內(nèi)部 具有 上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4個 TTL門電流。 當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 2） GND： 20腳，接工作 地 。 電路仿真 圖（９） 10 系統(tǒng)組成框圖 圖（１０） 單元電路設(shè)計 89S52 89S52 的塑封圖如圖 ，它為 DIP40雙列直插塑料封裝 。 該時鐘系統(tǒng)主要由時鐘模塊、液晶顯示模塊、鍵盤控制模塊以及信號提示模塊組成。 第三章 原理設(shè)計（或基本原理） 基本原理 本設(shè)計基于單片機技術(shù)原理，以單片機芯片 AT89S52 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(shè)計制作出一個多功能數(shù)字時鐘系統(tǒng)。利用 9 單片機 STC89S52 的定時器［ 1］，實現(xiàn)秒表的準確運行、秒表功能和時鐘功能的切換，并且具有省電模式。 5. 外部總線增加了 I C（ InterIntegrated Circuit）及 SPI（ Serial Peripheral Interface）等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。 3. 控制功能強。單片機主要有如下特點： 1. 有優(yōu)異的性能價格比。由于每個機械開關(guān)具有抖動現(xiàn)象 , 因此用 RS 觸發(fā)器作為去抖電路。實際使用時 a 、 b、 c 、 d、 e f 、 g 各段都應(yīng)該接一個限流電阻 , 在圖中略畫出來。電路如圖（ 5）所示。 圖（ 4） (2) 24 進制計數(shù)器。電路如圖（ 4）所示。采用一片 4520 接成 60 進制， 4520 的第一組 4 位二進制接成秒的個位，另一組接成秒的十位，“分”也為 60 進制 ,“時”為 24 進制。利用一個與非門的自我反饋使它工作在線性狀態(tài)，然后利用石英晶體 JU 來控制震蕩頻率，電阻為反饋元件，電容 C 防止寄生振蕩。總體方案設(shè)計如圖（ 1）所示。傳統(tǒng)的設(shè)計方法有兩種，一是利用組合邏輯電路和時序電路等中小規(guī)模集成電路來設(shè)計；一是利用單片機編程技術(shù)來設(shè)計。也再次認識到單片機的應(yīng)用具有使用范圍廣的特點 ,對各個行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品智能化的更新?lián)Q代起著重要的推動作用。電子鐘使用 12 MHZ晶振與 AT89S52 單片機相連接 ,通過軟件編程的方法實現(xiàn)了以 24 小時為一個周期 ,同時顯示小時、 分鐘和秒的要求 ,而且有三組定時計數(shù)功能。而隨著人類的進步科學技術(shù)的發(fā)展時間觀也越來越被人們重視，而能夠準確的知道時間能夠提 高人們的工作效率，能更好的在規(guī)定的時間內(nèi)完成所規(guī)定的工作 。本系統(tǒng)通過 AT89S52 做為 CPU 進行總控制，利用 AT89C52 對 DS1302 進行控制， DS1302 可以 對年、月、日、周、日、時、分、秒進行計 時 ， 設(shè)有 4 4 按鍵按鈕 ,使之具備了校時、 秒表計時、 24 小時12 小時轉(zhuǎn)換、省電狀態(tài)和復(fù)位功能。 ...............錯誤 !未定義書簽。 方案二 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 實時時鐘電路的方案對比選擇 ............... 錯誤 !未定義書簽。 電路仿真 ..................................................9 系統(tǒng)組成框圖 .............................................10 單元電路設(shè)計 .............................................10 總體電路圖 ................................................45 原件列表 ..................................................18 第四章 方案實現(xiàn)與測試 。設(shè)計報告硬件電路設(shè)計和軟件編程兩個方面。 關(guān)鍵詞： 單片機 DS1302 LCD1602 數(shù)字鐘 4 第一章 課程設(shè)計的目的與要求（含設(shè)計指標） 數(shù)字鐘設(shè)計的目的 自古就有：“一寸光陰，一寸金”的說法。 本設(shè)計實用簡單，設(shè)計方便 ，計時準確， 能夠?qū)?年、月、日、周、日、時、分、秒 進行準確的計時，可以讓人們隨時知道時間 數(shù)字鐘設(shè)計的要求 文中設(shè)計了一個顯時、調(diào)時、 定時以及具有整點報時功能的電子鐘。通過 AT89S52 電子時鐘的設(shè)計 ,對 51 單片機系列有了更加深刻的認識 , 對其各個引腳功能掌握的更為透徹。 數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。石英晶體振蕩器如圖（ 2）所示，采用反向器等元件構(gòu)成。 圖（ 3） 時間計數(shù)單元：因為電子鐘有秒、分、時組成，分別 60、 60 和 24 進制。 （ 1） 60 進制計數(shù)器。因為 4520 的清零端為高電平清零 , 所以 QDQB 經(jīng)過 2 輸入的與非門連接后輸出給后一級反向器接到清零 CR 端 , 使第一組為 10 進制 , 第二組為 6 進制 , 當?shù)谝唤M清零的同時給第二組的加法計數(shù)器的 CP 端進行計數(shù) , 而第一組的第 6 個脈沖進位到來時 , 此時第二組的觸發(fā)器狀態(tài)為“ 0110” , 這時 QBQC 均為高電平“ 1” , 將它們經(jīng)過 6 二組輸入與非門后 , 再經(jīng)過一級反向器 , 送到計數(shù)器的清零端 , 在清零的同時 , 給上一級進位 , 從而利用了 4520 的異步清零的功能接成了 60 進制計數(shù)器。經(jīng)過與非門、再經(jīng)過一級反向器 , 送到 4510 和 4520 的清零 CR 端 , 計數(shù)器復(fù)位清零。 LED 顯示器的 8 管腳接一起 , 限流電阻為 200Ω 和 + 5V 聯(lián)接。校時電路分別實現(xiàn)對時、分的校準。 圖（ 7） 8 總體電路： 圖（８） 方案二： 由于單片機的這種結(jié)構(gòu)形式及它所采取的半導(dǎo)體工藝，使其具有很多顯著的特點，因而在各個領(lǐng)域都得到了迅猛的發(fā)展。另外，其體 積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。 4. 低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。通過軟件的設(shè)計來實現(xiàn) 12 h /24 h 制顯示模式切換 。 具體原理我們會在下面具體詳述。硬件是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ) , 軟件部分則要合理、充分地支持和使用系統(tǒng)的硬件 , 從而完成系統(tǒng)所要完成的任務(wù)。單片機在這種情況下誕生了基于單片機電子時鐘。 21345678RST91011121314151617XTAL118XTAL219GND202122232425262728PSEN29PROG30EA/VPP31323334353637383940AT89S52 圖 AT89C52 引腳圖 89S52 單片機 DS1302 時鐘電路 復(fù)位電路 晶振電路 控制按鍵 4 4 LCD1602 時鐘電路 11 1） VCC： 40腳，供電電壓，一般接 +5V電壓。對 P0端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。本設(shè)計中用 P0口進行上拉電平。 5） P2 口： 20～ 27 腳， P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 7） RESET： 9腳， 復(fù)位 輸入 端 。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 當 EA 為 低電平時， 讀取 外部程序存儲器；當 EA 端 為 高電平時，則 讀取 內(nèi)部程序存儲器 ，設(shè)計中一般接高電平。 如采用外部時鐘源 時 ， XTAL2 應(yīng)懸空不接 。 12 VCC1KR?VSS1VDD2VL3RS4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK16