【正文】 為了實際應(yīng)用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的 ATMEL 目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用 AT89S51 代替。 （ 2） 最高工作頻率為 33MHz， AT89C51 的極限工作頻率是 24MHz，就是說AT89S51 具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。 29 （ 6） 電源關(guān)閉標(biāo)識。而當(dāng)今最新的計時方式采用原子鐘計時方式， 原子鐘是目前人類最精確的時間測 量儀器，它主要是利用原子不受溫度和壓力影響的固定頻率振蕩的原理制成。增加萬年歷顯示“年月日” 該時鐘系統(tǒng)包括了實時控制電路、校時定時電路、顯示電路、報時電路等幾部分的設(shè)計。能夠準(zhǔn)確顯示時間 (顯示格式為“ TIME：時時：分分：秒秒” )，并具有可隨時進行時間調(diào)整、定時時間設(shè)置、鬧鈴開 /關(guān)等功能 。 本次 畢業(yè)設(shè)計是在兩位 老師的悉心指導(dǎo)下完成的， 老師 從本畢業(yè)設(shè)計開始的總體規(guī)劃布置和詳細(xì)要求到設(shè)計 的最終完成以及論文的撰寫和修改，一直給予了關(guān)注和悉心指導(dǎo)。 此外我還要感謝在設(shè)計期間給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和所有關(guān)心鼓勵支持我的人。 uchar alm[2]={0x11,0x21}。 //*******************LCD 模塊 define LCD_DATA P0 //LCD 的數(shù)據(jù)口 sbit LCD_BUSY=LCD_DATA^7。 //LCD 使能信號 void LCD_check_busy(void) //檢測 LCD 狀態(tài)，看它是不是還在忙呢 { while(1) { LCD_EN=0。 LCD_EN=1。 LCD_RS=0。 LCD_EN=0。 //寫數(shù)據(jù) LCD_DATA=LCD_instruction。 LCD_RS=1。 LCD_EN=0。 LCD_DATA=LCD_data。 LCD_EN=0。 LCD_RS=0。 LCD_DATA=1。 } LCD_EN=0。 //指令寄存器通信 LCD_RW=1。 //LCD 讀寫控制 sbit LCD_RS=P2^0。 uchar init[7]={0x11,0x21,0x23,0x23,0x04,0x04,0x08}。同時 ， 感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)對畢業(yè)設(shè)計的重視，感謝學(xué)院為我們提供了良好的畢業(yè)設(shè)計環(huán)境。 老師 悉心的指導(dǎo)、親切的鼓勵和關(guān)心，令我終身難忘。當(dāng)然，這個系統(tǒng)仍然是屬于比較簡單的單片機應(yīng)用系統(tǒng)，要設(shè)計功能更強更復(fù)雜的系統(tǒng)還需要進一步的學(xué)習(xí)與研究。 軟件采用C 語言編寫實現(xiàn) ，并依據(jù)程序應(yīng)用 Keil 軟件進行了仿真測試，對出現(xiàn)的問題進行分析和反復(fù)修改，最終得到正確并符合設(shè)計要求 的結(jié)果。結(jié)合溫度芯片 顯示當(dāng)前的溫度 本設(shè)計是基于單片機技術(shù)原理，以單片機芯片 AT89S51 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)計出的一個 LCD 時鐘系統(tǒng)。 （ 8） 兼容性方面，向下完全兼容 51 全部系列產(chǎn)品，比如 805 AT89C51 等早期 MCS51兼容產(chǎn)品。 （ 4） 內(nèi)部集成看門狗計 時器，不再需要像 AT89C51 那樣外接看門狗計時器單元電路。 AT89S51 相對于 AT89C51 新增加很多功能，性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比 AT89C51 更低。同樣的一段程序，在各個單片機廠家的硬件上運行的結(jié)果都是一樣的，如 ATMEL 的 AT89C5 AT89S51， PHILIPS（菲利浦），和 WINBOND（華邦）等，同時是在原基礎(chǔ)上增強了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由 Flash（程序存儲器的內(nèi)容至少可以改寫 1000 次）存儲器取帶了原來的 ROM（一次性寫入）， AT89C51 的性能相對于 8051 已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。 對出現(xiàn)的問題進行分析和反復(fù)修改，最終得到正確并符合設(shè)計要求的結(jié)果。 如果在源文件中存在錯誤，那么在輸出窗口中會出現(xiàn)錯誤提示信息。 ⒊ 用項目管理器生成各種應(yīng)用文件 。 ⒈ 建立一個工程項目選擇芯片確定選項 。Vision2 集成開發(fā)環(huán)境是 Keil Software， Inc/Keil Elektronik GmbH開發(fā)的基于 80C51 內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺，內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成從工程建立到管理、編譯、鏈接、目標(biāo)代碼的生 成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發(fā)流程尤其是 C 編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率方面達到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制選項，在開發(fā)大型項目時非常理想。 設(shè)計要點是按鍵的去抖處理與“一鍵多態(tài)”的處理。 通過 讀 DS1302采集實時時間并將時間數(shù)據(jù)送到液晶顯示。為了初始化任何的數(shù)據(jù)傳送，把 RST置為高電平且把提供地址和命令信息的 8位裝入到移位寄存器。 系統(tǒng)主程序的設(shè)計 主程序是軟件設(shè)計的總體框架 。 在編寫軟件時，可以按各個程序的功能將軟件細(xì)分為各個功能模塊，再通過主程序的調(diào)用來實現(xiàn)整個軟件系統(tǒng)。 由于軟件的可伸縮性，最終實現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強可弱。電源電路如圖 所示，通過變壓器把 220V 交流電轉(zhuǎn)換為 9V 交流電，然后通過橋式整流電路和濾波電容后輸入到三端穩(wěn)壓器 LM7805，就可以從 LM7805 的輸出端得到穩(wěn)定的直流電 。光信號提示實現(xiàn)的是工作狀態(tài)的提示（發(fā)光二極管閃動，表示程序開始執(zhí)行）。 LCD 的 VO 口 通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度 ，單片機的 ～ 分別接 LCD 的 RS、 R/W、 E三個控制端口。在進行讀寫操作之前，必須對其進行 忙狀態(tài)檢測，確保 STA7 為 0。 輸出：無 （ 3）讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=H， E=H。 第 15 腳：背光源正極。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 圖 LCD1602引腳接口 第 1 腳： GND 為電源 地 。 LCD1602 的特性及使用說明 ⒈ LCD1602 主要特性： 圖 按鍵與單片機接口電路 顯示電路的設(shè)計 液晶顯示器因其功耗低、 體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧、操作方便等優(yōu)點 而成為便攜式應(yīng)用中的主流顯示技術(shù) 。 按鍵與單片機的接口電路 按鍵與單片機的接口電路如圖 所示。 按鍵 K4：鬧鈴 ON/OFF 狀態(tài)設(shè)置。 基本控制 按鍵實現(xiàn)的功能與控制說明 ⒈ 基本控制按鍵第一功能描述： 圖 DS1302與單片機接口電路 校時定時電路的設(shè)計 校時定時電路主要靠鍵盤來控制。當(dāng) VCC2 大于 VCC1+ 時， VCC2 給 DS1302 供電。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 數(shù)據(jù)讀 /寫時序 如圖 所示 。上電運行時，在 Vcc≥ 之前， RST 必須保持低電平。 圖 DS1302的控制字格式 ⒊ 復(fù)位 通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送 。因此 , 其與單片機之間的數(shù)據(jù)傳送是十分容易實現(xiàn)的。 工作電壓寬達 ～ ， 時耗電小于 300nA， 它還擁有用于主電源和 后備 電源的雙電源引腳，在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。常用的復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動復(fù)位兩種， 本設(shè)計中的復(fù)位電路集手動復(fù)位及上電復(fù)位于一體：（ 1）上電復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的 22uF 電容的充電來實現(xiàn)的，這樣只要電源 VCC 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。 圖 單片機最小系統(tǒng) 13 ⒈ 時鐘電路 ： AT89S51 單片機有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，兩端連接石英晶體及兩個 瓷片 電容形成穩(wěn)定的自激振蕩器。 XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器， EA 端必須保持低電平。此外， 該 引腳會被 微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE無效。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖 。 RST：復(fù)位輸入。 對 P3口寫入 “1” 時 ，它們被內(nèi)部上拉 電阻拉 為高電平，并用作輸入 口 。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2口線上的內(nèi)容在整個 訪問 期間不變。 11 P2口： P2 口 是 一個內(nèi)部 提供 上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口 的輸出 緩沖 級可驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯 門電 路 。 P1口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口 的輸出 緩沖 級可驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯 門電 路 。 P0 口： P0 口 是 一 組 8 位漏級開路雙向 I/O 口， 即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 掉電后中斷可喚醒系統(tǒng) 2 個 16 位定時器 /計數(shù)器 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33MHz ⒈ AT89S51 主要性能參數(shù)： 空閑模式下， CPU 停止 工作 而 允許 RAM、 定時 器 /計數(shù)器 、 串行 10 通信 口 及 外中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作 。 為了簡化電路、降低成本、提 高可靠性， 本設(shè)計采用 AT89S51 作為主控制器， 外加一些控制電路來實現(xiàn) 時 鐘的基本功能 。 本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確顯 示時間 (顯示格式為“ TIME：時時：分分：秒秒” )，并具有可隨時進行時間調(diào)整、定時時間設(shè)置、鬧鈴開 /關(guān)等功能 ， 同時在掉電情況下也能進行時間計數(shù)。普通的七段顯示器一般用來顯示數(shù)字，若遇到要顯示英文文字時，則會選擇使用 LCD 顯示。 ⒊ 本設(shè)計采用 DS1302 為實時控制芯片 。 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo) 本時鐘系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo) 歸納起來主要有以下幾點： ⒈ 使用字符型 LCD 顯示時間，顯示格式為：“ TIME：時時：分分：秒秒”； ⒉ 使用時鐘芯片 DS1302 實現(xiàn)時鐘定時； ⒊ 具有鬧鈴功能，一旦時間到則發(fā)出警報聲； ⒋ 具有 4 個按鍵來做功能設(shè)置，具體安排如下： (1) K1 鍵：設(shè)置現(xiàn)在的時間； (2) K2 鍵：顯示鬧鈴功能； (3) K3 鍵：設(shè)置鬧鈴時間； (4) K4 鍵：鬧鈴 ON/OFF 設(shè)置； (5) 設(shè)置現(xiàn)在的時間或是鬧鈴時間： K1 鍵調(diào)整時， K2 鍵調(diào)整分， K3 鍵設(shè)置完成。 液晶顯示器具有功耗低、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧、操作方便等優(yōu)點，能夠滿足設(shè)計要求。 借助鍵盤可以向計算機輸入程序、置數(shù)、邏輯操作以及寫入程序和程序檢測等。 該芯片 是一種 高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘芯片， 它通過串行方式與單片機進行數(shù)據(jù)傳送，能夠向單片機提供包括秒、分、時、日、月、年等在內(nèi)的實時時間信息， 而且精度高。 圖 系統(tǒng)方框圖 設(shè)計 思路可有由 以下幾個方面來確定 ： ⒈ 單片機控制系統(tǒng)： 單片機作為整個硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。 設(shè)計主要由硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩大部分實現(xiàn)。 ⒋ 繪制系統(tǒng)方框圖、主程序流程圖等，用 Protel DXP 軟件繪制 電路原理圖。 課題研究的主要內(nèi)容 本設(shè)計是以單片機和液晶顯示器為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成的一個單片機 LCD 時鐘。 隨著人類科技文明的發(fā)展，人們對于時鐘的要求在不斷地提高。例如奧運會倒計時顯示屏、鐵路安全顯示屏、生產(chǎn)線看板、體育比賽記時屏、大型室外高亮度時鐘 等，這類產(chǎn)品覆蓋銀行、醫(yī)院、地鐵車站、體育運動、電視臺、監(jiān)控系統(tǒng)、高大建筑物等行業(yè)。約在 1510 年，為了尋求更高的準(zhǔn)確度，各國鐘表師對鐘表的主要部分作了改進，主要是動力由重錘改為盤簧，即發(fā)條； 1583 年意大利物理學(xué) 家伽利略發(fā)現(xiàn)擺的等時性原理， 1657 年荷蘭科學(xué)家惠更斯將“擺”作為鐘表的調(diào)節(jié)器，發(fā)明擺鐘，大大提高了走時精度。它首次實現(xiàn)了時間量的機械自動化，首創(chuàng)擒縱機構(gòu)，開辟了中國計時機械史的新紀(jì)元。 [8] 時鐘的發(fā)展 在人類歷史發(fā)展的長河中，人們夢寐以求用正確時間來規(guī)劃自己的工作和生活。 [7] 作為智能儀表的信息顯示及人機交互的界面，液晶顯示器件在一定范圍內(nèi)取代了傳統(tǒng)的數(shù)碼顯示模式。液晶顯示器件獨具的低電壓、微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的優(yōu)點 , 使之可以直接與大規(guī)模集成 電路結(jié)合開發(fā)出一系列具有便攜顯示功能的產(chǎn)品。 [2～ 6] 液晶顯示技術(shù)的應(yīng)用 目前，市 場上銷售的 8位單片機由于其性價比高，仍是諸多單片機系統(tǒng)的首選，而 LCD液晶顯示作為單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的信息輸出技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的輸出手段來講，效率更高，實時性更好，輸出信息清晰直觀明了，日益成為單片機應(yīng)用系統(tǒng)中信息輸出的首選方法。在實時控制系統(tǒng)、軍工產(chǎn)品和一些高級家用電器等領(lǐng)域，需要高性能單片機，以滿足其功能、速度、可靠性方面的特殊要求。隨著集成度的不斷提高，把眾多的外圍功能器件集成在片內(nèi)已經(jīng)具備了充分的條件。從而得到了各界領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。它們