【正文】 ○ 3 對布線進行手工初步調(diào)整。 ○ 6 其余各項一般可用它原先的缺省值，而象布線的拓樸結(jié)構(gòu)、電源層的間距和連接形狀匹配的網(wǎng)絡(luò)長度等項可根據(jù)需要設(shè)置。 ○ 2 走線層面和方向（ Routing 標簽的 Routing Layers）。 （ 5）布置零件封裝的位置。相同元器件不允許采用不同的表示方法。 ○ 1 對輸入 /輸出的信號要加相應(yīng)的濾波 /吸收器件，必要時加瞬變電壓吸收二極管或壓敏電阻 。 將設(shè)計的電路原理圖進行存盤或通過打印機打印出來 。 （ 3） 在圖紙上放置設(shè)計需要的元器件 。 C8 主要 用以 提高電壓穩(wěn)定性， 改善負載的瞬態(tài)響應(yīng)，消除電路的高頻噪聲， 所以選擇相對較小的電容，使用 220μ F/16V 規(guī)格的。其中R3 為背光限流電阻，大小均可，它只和背光的亮度有關(guān)，不影響 1602顯示和正常工作，為便于統(tǒng)一購買，我選擇 430Ω的插針 式電阻； R4 用于調(diào)節(jié) 1602 的字符顯示對比度，根據(jù) 1602 液晶說明書上的建議選擇常見的 10KΩ旋轉(zhuǎn)插針式變阻器。 本次設(shè)計采用手動按鍵復(fù)位，即 在 RST 端和正電 源 Vcc 之間接一個按鈕 （ 如圖 25）， 當(dāng)人為按下按鈕時， Vcc 的 +5V 電平就會直接加到 RST 端 ， 由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數(shù)十毫秒，所以，完全華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ 17 ~ 能夠滿足復(fù)位的時間要求。 在 電路 實際應(yīng)用 當(dāng) 中，應(yīng) 注意該電路的散熱 （當(dāng)然小功率 的 條件 下不用），因為 當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞 。 LCD1602 液晶顯示屏 LCD1602 是一種 工業(yè)字符型液晶 顯示屏 ， 它 能夠同時顯示 16 列 2 行即 32 個字符 ， 具有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0D7，和 RS、 R/W、 E 三個控制端口， 正常 工作電壓為 ~，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光 功能 。 在控制指令字輸入后 下一個 SCLK 時鐘 信號 的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 DS1302 實時時鐘芯片 DS1302 是 DALLAS 公司推出的 一款 涓流充電時鐘芯片 ， 內(nèi)含有一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM ， 通過簡單的串行接口與單片機進行通信 。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 另外 和 還有第二功能： 可作為定時器 /計數(shù)器 2 的計時脈沖輸入端 T2； 可用作定時器 /計數(shù)器2 的外部控制端 T2XE。 （ 5） XTAL1： 片內(nèi) 反 相 振蕩放大器 輸入 端 。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；它可通過串口（ ）直接下載用戶程序到芯片內(nèi)部；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)。這種方案比較安全保險， 也能縮小電子時鐘的體積。 方案二： 采用獨立式按鍵。這種 電路容易理解且驅(qū)動的程序簡單，但它 需要 多片七段譯碼器驅(qū)動顯示，這不僅增加了成本，還需要占用單片機多個 I/O 口，也給電路的焊接帶來一定的困難，因此不選用這種方案作為顯示模塊。 DS1302 芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)，而且精度高 ,擁有 31 8 位的 RAM 做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓在 ～ 范圍內(nèi)，正常工作時功耗較小。 ○ 4 MODE 鍵按下，即時退出調(diào)整模式并進入正常顯示模式。 本次畢業(yè)設(shè)計的總體目的是利用自己在大學(xué)期間學(xué)過的單片機、 C 語言以及數(shù)、模電等知識設(shè)計出一款可 以正常顯示并可以實時調(diào)整日歷和時間的電子時鐘。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。 [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 。 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。 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。 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(xué)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。華北水利水電學(xué)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(xué) 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(xué)與技術(shù) 班級學(xué)號： 202108007 姓 名 : 白起 指導(dǎo)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(xué)院 2021 年 6 月 6 日 華北水利水電學(xué)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(xué)院本科生畢 業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 指導(dǎo)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)。 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。 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。 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。 [4] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社， ，第四版 。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。論文的主體可分為三 個部分，第一部分由 第 1 章組成，主要介紹電子時鐘設(shè)計的前期準備工作，包括系統(tǒng)設(shè)計要求，系統(tǒng)設(shè)計思路及系統(tǒng)各模塊方案的 論證和選擇 。 系統(tǒng) 總體設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖及 工作基本流程 系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖如圖 11 所示，它主要由主控制器、時鐘模塊、顯示模塊、按鍵模塊和電源模塊 5 大部分構(gòu)成。 綜合比較兩種方案，我們選擇 DS1302 作為時鐘模塊計時。 方案四： 采用 LCD 液晶顯示。 這種方案是指把每個按鍵都單獨接到單片機的一個 I/O 口上，通過判斷按鍵端口的電位就可以識別按鍵操作。同時 由于電池很容易買到，也使 得電子時鐘的攜帶 使用更加方便。 相對于 ATMEL 公司的同類 51 單片機， 它 不僅 可以 完全兼容， 另外 它自身還有無法解密、低功耗、高速、高可靠 性 、強抗靜電、強抗干擾等很多特點。 （ 6） XTAL2： 片內(nèi)反相振蕩放大器輸出端 。 圖 21 STC89C52RC 管腳分布及封裝 （ 9） ~： P2 口的 8 個管腳。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。 實時時鐘 /日歷電路提供秒 、 分 、 時 、 日 、 日期 、 月 、 年的信息 ， 每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整 ， 時鐘操作可通過 AM/PM 指 示決定采用 24 或 12 小時格式 。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。該 液晶顯示 屏 具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu) 點 ，而且不需要外加驅(qū)動電路 。 此外，還應(yīng)注意， 7805 的 散熱片 應(yīng) 總是和接地腳相連。 而且 由于電容 C6 的充電和反相 的作用，按下復(fù)位鍵 K 后松 開，也能使 RST 保持 一段時間的高電平，從而 更好的 實現(xiàn) 復(fù)位的操作。 圖 27 LCD1602 液晶顯示模塊的電路 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ 19 ~ 按鍵模塊 本次設(shè)計采用獨立式按鍵，所以按鍵電路相對比較簡單，如圖 28 所示： SET 鍵連接單片機 口； MODE 鍵連接單片機 口； UP 鍵連接單片機 口； DOWN鍵連接 口。由于本次設(shè)計所需輸出電流不大，所以 7805 不用再外加散熱板。 用戶根據(jù)實際電路的需要，從元器件庫里取出所需元器件放置到工作平面上，并對元器件的位置進行調(diào)整、修改。 原理圖設(shè)計規(guī)范主要有以下三條： （ 1）一般規(guī)則和要求 。 ○ 2 在高頻信號輸入端串聯(lián)電阻 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ 21 ~ ○ 3 高頻區(qū)的去耦電容要選低 ESR(等效串聯(lián)電阻 )的電解電容或鉭電容 。 在本次原理圖設(shè)計中，要適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合了本次電路設(shè)計的實際情況，盡可能的遵守了該原理圖設(shè)計規(guī)范，最終設(shè)計完 成的原理圖見圖 210。 先自動布局，然后再根據(jù)需要手動調(diào)整元件位置。此處可設(shè)置使用的走線層和每層的主要走線方向。 （ 7）自動布線和手工調(diào)整 ○ 1 點擊菜單命令 Auto Route/Setup 對自動布線功能進行設(shè)置。需加粗 的地線、電源線、功率輸出線等加粗，某幾根繞得太多的線重布一下，消除部分不必要的過孔，再次用 VIEW3D 功能察看實際效果。布局和布線過程中，若發(fā)現(xiàn)原理圖有錯則應(yīng)及時更新原理圖和網(wǎng)絡(luò)表，手工更改網(wǎng)絡(luò)表（同第一步），并重裝網(wǎng)絡(luò)表后再布。建議用 Relief 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 —— 基于 STC89C52RC 的電子時鐘設(shè)計 ~ 23 ~ Connect 方式導(dǎo)線寬度 Conductor Width 取 4 根導(dǎo)線 45 或 90 度。它規(guī)定了板上不同網(wǎng)絡(luò)的走線焊盤過孔等之間必須保持的距離。 （ 4）打開所有要用到的 PCB 庫文件后，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件和自建零件封裝。 ○ 3 生成的 BOM 文件中，元器件明細表中不允許出現(xiàn)無型號的元器件。 （ 2） 信號完整性及電磁兼容考慮 。 （ 6） 保存文檔并打印輸出 。 根據(jù)實際要求 設(shè)置圖紙的尺寸、方向、網(wǎng)格大小以及標題欄等。圖中 C7 為濾波電容， 理論上說電 源濾波用電容越大越好 ，但考慮到電容越大，體積也越大，本次選用 1000μ F/25V 大小適中的有極性電容。 圖 26 DS1302 時鐘模塊電路 LCD1602 液晶顯示模塊 LCD1602 液晶顯示模塊的電路設(shè)計如圖 27 所示：背光陰極（ BLK）接地；背光陽極（