【正文】 .................25 單元電路設(shè)計(jì) .............................................26 總體電路圖 ................................................45 原件列表 ..................................................29 第四章 方案實(shí)現(xiàn)與測(cè)試 ................................. 30 主程序 ....................................................30 第五章 課程設(shè)計(jì)小結(jié) .................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 在數(shù)字鐘實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的首要問(wèn)題有三個(gè)：一是電路的總體設(shè)計(jì)問(wèn)題；二是電路的焊接問(wèn)題；三是電路的調(diào)試問(wèn)題。 通過(guò)整個(gè)電路設(shè)計(jì)與制作的整個(gè)過(guò)程，掌握了對(duì)電子鐘的設(shè)計(jì) , 組裝與調(diào)試方法。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為向家庭數(shù)字化方向發(fā)展又前進(jìn)了一步。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很好的滿足當(dāng)前學(xué)校教學(xué)的需要，是一個(gè)理想的智能化的設(shè)計(jì)。 用 Proteus 仿真能夠正確的現(xiàn)實(shí)時(shí)間，但燒入學(xué)習(xí)板出現(xiàn)亂碼現(xiàn)實(shí)不能正常工作。 利用焊好的板子進(jìn)行調(diào)試 經(jīng)過(guò) Proteus 仿真后，再把程序燒入單片機(jī)學(xué)習(xí)板看是否能顯示功能。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)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(xué)習(xí)板來(lái)確認(rèn)程序是否能顯現(xiàn)功能。 //顯示清屏 18 //定時(shí)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(jìn)行設(shè)置是否顯示負(fù)溫 //初始化時(shí)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(jī)中的振蕩器運(yùn)行時(shí)， RST 引腳上保持到少 2個(gè)機(jī)器周期的高電平輸入信號(hào)，復(fù)位過(guò)程即可完成。只有在 SCLK為低電平時(shí)，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(dāng) VCC2大于 VCC1＋ ， VCC2給 DS1302供電 ； 當(dāng) VCC2小于 VCC1時(shí) ， 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(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 。 指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H 。 LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn) 陣字符圖形，這些字符 圖 有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母 “ A” 的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母 “ A”。 當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 5） 第 5 腳： RW 為讀寫信號(hào)線 。 3） 第 3腳： VEE為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端 。其實(shí)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(jì)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(diǎn)，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(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于 系統(tǒng)校驗(yàn) 。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。對(duì) P2 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 4） P1口： 32～ 39腳， P1口是一個(gè)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(gè) TTL門電流。 當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 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(jì) 89S52 89S52 的塑封圖如圖 ，它為 DIP40雙列直插塑料封裝 。 該時(shí)鐘系統(tǒng)主要由時(shí)鐘模塊、液晶顯示模塊、鍵盤控制模塊以及信號(hào)提示模塊組成。 第三章 原理設(shè)計(jì)（或基本原理） 基本原理 本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)技術(shù)原理，以單片機(jī)芯片 AT89S52 作為核心控制器，通過(guò)硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計(jì)制作出一個(gè)多功能數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)。利用 9 單片機(jī) STC89S52 的定時(shí)器［ 1］，實(shí)現(xiàn)秒表的準(zhǔn)確運(yùn)行、秒表功能和時(shí)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(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。 3. 控制功能強(qiáng)。單片機(jī)主要有如下特點(diǎn)： 1. 有優(yōu)異的性能價(jià)格比。由于每個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)具有抖動(dòng)現(xiàn)象 , 因此用 RS 觸發(fā)器作為去抖電路。實(shí)際使用時(shí) a 、 b、 c 、 d、 e f 、 g 各段都應(yīng)該接一個(gè)限流電阻 , 在圖中略畫出來(lái)。電路如圖（ 5）所示。 圖（ 4） (2) 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。電路如圖（ 4）所示。采用一片 4520 接成 60 進(jìn)制， 4520 的第一組 4 位二進(jìn)制接成秒的個(gè)位，另一組接成秒的十位，“分”也為 60 進(jìn)制 ,“時(shí)”為 24 進(jìn)制。利用一個(gè)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(lái)控制震蕩頻率，電阻為反饋元件，電容 C 防止寄生振蕩?？傮w方案設(shè)計(jì)如圖（ 1）所示。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有兩種，一是利用組合邏輯電路和時(shí)序電路等中小規(guī)模集成電路來(lái)設(shè)計(jì)；一是利用單片機(jī)編程技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)。也再次認(rèn)識(shí)到單片機(jī)的應(yīng)用具有使用范圍廣的特點(diǎn) ,對(duì)各個(gè)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(dòng)作用。電子鐘使用 12 MHZ晶振與 AT89S52 單片機(jī)相連接 ,通過(guò)軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)了以 24 小時(shí)為一個(gè)周期 ,同時(shí)顯示小時(shí)、 分鐘和秒的要求 ,而且有三組定時(shí)計(jì)數(shù)功能。而隨著人類的進(jìn)步科學(xué)技術(shù)的發(fā)展時(shí)間觀也越來(lái)越被人們重視，而能夠準(zhǔn)確的知道時(shí)間能夠提 高人們的工作效率，能更好的在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成所規(guī)定的工作 。本系統(tǒng)通過(guò) AT89S52 做為 CPU 進(jìn)行總控制，利用 AT89C52 對(duì) DS1302 進(jìn)行控制， DS1302 可以 對(duì)年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì) 時(shí) ， 設(shè)有 4 4 按鍵按鈕 ,使之具備了校時(shí)、 秒表計(jì)時(shí)、 24 小時(shí)12 小時(shí)轉(zhuǎn)換、省電狀態(tài)和復(fù)位功能。 ...............錯(cuò)誤 !未定義書簽。 方案二 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的方案對(duì)比選擇 ............... 錯(cuò)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(jì) .............................................10 總體電路圖 ................................................45 原件列表 ..................................................18 第四章 方案實(shí)現(xiàn)與測(cè)試 。設(shè)計(jì)報(bào)告硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程兩個(gè)方面。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) DS1302 LCD1602 數(shù)字鐘 4 第一章 課程設(shè)計(jì)的目的與要求（含設(shè)計(jì)指標(biāo)） 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)的目的 自古就有：“一寸光陰，一寸金”的說(shuō)法。 本設(shè)計(jì)實(shí)用簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便 ，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確， 能夠?qū)?年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒 進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)，可以讓人們隨時(shí)知道時(shí)間 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)的要求 文中設(shè)計(jì)了一個(gè)顯時(shí)、調(diào)時(shí)、 定時(shí)以及具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的電子鐘。通過(guò) AT89S52 電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì) ,對(duì) 51 單片機(jī)系列有了更加深刻的認(rèn)識(shí) , 對(duì)其各個(gè)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(shí)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(shí)間計(jì)數(shù)單元：因?yàn)殡娮隅娪忻?、分、時(shí)組成，分別 60、 60 和 24 進(jìn)制。 （ 1） 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。因?yàn)?4520 的清零端為高電平清零 , 所以 QDQB 經(jīng)過(guò) 2 輸入的與非門連接后輸出給后一級(jí)反向器接到清零 CR 端 , 使第一組為 10 進(jìn)制 , 第二組為 6 進(jìn)制 , 當(dāng)?shù)谝唤M清零的同時(shí)給第二組的加法計(jì)數(shù)器的 CP 端進(jìn)行計(jì)數(shù) , 而第一組的第 6 個(gè)脈沖進(jìn)位到來(lái)時(shí) , 此時(shí)第二組的觸發(fā)器狀態(tài)為“ 0110” , 這時(shí) QBQC 均為高電平“ 1” , 將它們經(jīng)過(guò) 6 二組輸入與非門后 , 再經(jīng)過(guò)一級(jí)反向器 , 送到計(jì)數(shù)器的清零端 , 在清零的同時(shí) , 給上一級(jí)進(jìn)位 , 從而利用了 4520 的異步清零的功能接成了 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。經(jīng)過(guò)與非門、再經(jīng)過(guò)一級(jí)反向器 , 送到 4510 和 4520 的清零 CR 端 , 計(jì)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(shí)電路分別實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分的校準(zhǔn)。 圖（ 7） 8 總體電路： 圖（８） 方案二： 由于單片機(jī)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(diǎn)，因而在各個(gè)領(lǐng)域都得到了迅猛的發(fā)展。另外，其體 積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)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(guò)軟件的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn) 12 h /24 h 制顯示模式切換 。 具體原理我們會(huì)在下面具體詳述。硬件是整個(gè)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(jī)在這種情況下誕生了基于單片機(jī)電子時(shí)鐘。 21345678RST91011121314151617XTAL118XTAL219GND202122232425262728PSEN29PROG30EA/VPP31323334353637383940AT89S52 圖 AT89C52 引腳圖 89S52 單片機(jī) DS1302 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 晶振電路 控制按鍵 4 4 LCD1602 時(shí)鐘電路 11 1） VCC： 40腳，供電電壓，一般接 +5V電壓。對(duì) P0端口寫“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。本設(shè)計(jì)中用 P0口進(jìn)行上拉電平。 5） P2 口： 20～ 27 腳， P2 口是一個(gè)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(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 7） RESET： 9腳， 復(fù)位 輸入 端 。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 當(dāng) EA 為 低電平時(shí)， 讀取 外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng) EA 端 為 高電平時(shí)，則 讀取 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 ，設(shè)計(jì)中一般接高電平。 如采用外部時(shí)鐘源 時(shí) ， XTAL2 應(yīng)懸空不接 。 12 VCC1KR?VSS1VDD2VL3RS4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK16