【正文】 LCD1602 與單片機的接口電路 ..............................20 報時電路的設計 ...............................................20 電源的設計 ...................................................21 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 ......................................... 22 II 系統(tǒng)主程序的設計 .............................................22 主要子程序的設計 .............................................23 讀、寫 DS1302 子程序 ....................................23 LCD 顯示子程序 ..........................................24 掃描按鍵子程序 .........................................25 KEIL UVISION2軟件的仿真調(diào)試 ....................................26 Keil 的介紹 .............................................26 Keil uVision2 軟件的操作 ................................27 第 5 章 課題展望 .............................................. 28 AT89S51 的由來及與 AT89C51 的區(qū)別 ..............................28 對本設計的展望 ...............................................29 結(jié) 論 ........................................................ 30 致 謝 ........................................................ 30 參考文獻 ..................................................... 31 附錄 1 硬件電路原理圖 ........................................ 32 附錄 2 源程序代碼 ............................................ 33 1 第 1 章 緒論 時間對于我們每一個人都是非常寶貴的，所以鐘表作為人們掌握時間的工具就顯得十分重要。 怎樣讓時鐘更好的為 我們 服務 ？怎樣讓時鐘更符合實際應用的需求？ 這就要求人們不斷設計出新型時鐘 ，不斷設計出適合實際應用的多功能時鐘。 單片機有兩種基本結(jié)構形式 :一種是在通用微型計算機中廣泛采用的，將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲器空間的結(jié)構，稱為普林斯頓結(jié)構。目前使用的 MCS51 系列單片機及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型、增強型、低功耗型、專用型、超 8 位型、片內(nèi)閃爍存儲器型。這也是單片機以后發(fā)展的重要趨勢。并且，隨著液晶顯示的模塊化和成本的降低，更直接導致了液晶顯示的大范圍應用。單片機系統(tǒng)中原來采用的 LED 顯示方式已經(jīng)不能滿足應用的要求 ,液晶顯示器已經(jīng)被逐漸應用于單片機等小型系統(tǒng)中。 到宋代 (1021101)，蘇頌、韓公廉制作的水運儀象臺，以其結(jié)構的精巧合理、制作 的精良成為中國古代水力機械計時儀器的最高成果；到元明時代，郭守敬設計制作的大明殿燈漏和元朝末年 (1354)帝妥歡帖睦自制的宮漏，除動力系統(tǒng)仍用漏壺運水，其他部分已接近現(xiàn)代機械鐘表。 近年來，隨著我國科技的不斷發(fā)展，我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè) —— 電子產(chǎn)業(yè)獲得飛速發(fā)展，各種電子產(chǎn)品琳瑯滿目、隨處可見，隨著電子產(chǎn)品的更新速度的 5 加快，各種功能強大，款式新穎的電子產(chǎn)品不斷問世。課題研究的主要內(nèi)容可分為五部分： ⒈ 總體結(jié)構設計：時鐘的總體設計主要是在充分理解設計要求后準確定位設計的目的，然后構思總體方案，并對各個部分做一個合理的安排和整合，解決總體出現(xiàn)的問題。主要硬件有：AT89S51 單片機、實時時鐘芯片 DS130字符型液晶顯示器 LCD1602 和若干按鍵等。 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 單 片 機 校時定時電路 顯示電路 報時電路 實時控制電路 7 雙電源引腳，在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行 。 ⒌ 報時電路： 報時是 電子時 鐘的一個重要功能， 本設計的報時電路包括聲音信號提示部分和光信號提示部分。通常用的單片機沒有實時時鐘部件，如果需要此功能就得使用定時器來實現(xiàn)，而一旦系統(tǒng)掉電時鐘就不能運行，這在需要實時時鐘的系統(tǒng)中是不允許的，即便使用備用電池，通用單片機系統(tǒng)的功耗較大而通常堅持不久。硬件電路分為以下幾個模塊： 1） 單片機控制系統(tǒng)的設計 2） 實時控制 電路 的設計 3） 校時定時 電路 的設計 4） 顯示電路的設計 5） 報時 電路 的設計 6） 電源的設計 下面分別介紹各個 模塊 的功能及其工作原理。 掉電模式 下， 凍結(jié)振蕩器而保存 RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。 三級加密程序存儲器 看門狗（ WDT）定時器及雙數(shù)據(jù)指針 圖 AT89S51 引腳圖 對端口寫 “1” ，通過內(nèi)部的 上拉 電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入口。在 Flash 編程 或 校驗時 ， P2 口接收高 8 位地址和 其它 控制信號。當振蕩器 工作 時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平將使單片機復位。 12 PSEN：程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89S51 由外部程序存儲器讀取指令時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。（ 2）按鍵手動復位是通過使復位端經(jīng)電阻與 VCC 接通而實現(xiàn)的。如圖 所示，為DS1302 芯片的引腳圖。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 DS1302 與單片機的接口電路 DS1302 與單片機的接口電路如圖 所示。鍵盤是一組按鍵的集合 ， 它是嵌入式計算機系統(tǒng)中不可缺少的外圍電路 ， 是實現(xiàn)人機對話的紐帶 。設為 ON 時連續(xù)三次發(fā)出嗶的一聲作為提示，設為 OFF 時發(fā)出嗶的一聲提示。一共有四個鍵，都為接 觸式按鍵。＋ 5V供電，亮度可調(diào)整 第 2 腳： VCC接 5V 正電源。 第 16 腳：背光源負極。 表 LCD1602狀態(tài)字說明 STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ⒌ LCD1602 指令說明： LCD1602 內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 所示。這部分的電路如圖 所示，此電路設計簡潔，關鍵元件是 蜂鳴器和發(fā)光二極管，功能的實現(xiàn)主要在于單片機程序的編制。因此，軟件是系統(tǒng)的靈魂。 結(jié)構化程序設計一般有“自上而下 ”和“自下而上”兩種方式，“自上而下”法的核心就是主框架的構建， 它的合理與否關系到程序最終的功能的多少和性能的好壞。 圖 讀、寫 DS1302子程序流程圖 LCD 顯示子程序 LCD 顯示 子 程序 流程圖如圖 所示， 包括 LCD 初始化 操作 、判斷在 LCD 第一行或第二行顯示字符、將指 令寫至 LCD、將數(shù)據(jù)寫入 LCD、在 LCD 第一行顯示字符 、在 LCD 第二行顯示字符等操作 。 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境的主要功能有以下幾點： ? 181。 點擊 Target1 之前的 “ +”號，出現(xiàn) Source Group1 點擊它，按鼠標右鍵會彈出下拉菜單，出現(xiàn)一個編譯文件窗口，選擇增加文件到組 Source Group1，向項目中添加 源文件在 Source Group1 前會出現(xiàn)一個“ +”號，點擊之后彈出 文件名，點擊該文件名主窗體中會出現(xiàn)該文件的編輯窗口。 28 第 5 章 課題展望 AT89S51 的由來及與 AT89C51 的區(qū)別 MCS51 單片機是美國 INTEL 公司于 1980 年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 8038051 和 8751 等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS51內(nèi)核系列兼容的單片機仍是應用的主流產(chǎn)品（比如目前流行的 AT89S5已經(jīng)停產(chǎn)的 AT89C51 等），各高校及專業(yè)學校的培訓教材仍與 MCS51 單片機作為代表進行 理論基礎學習。增加的新功能包括： （ 1） ISP 在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離，是一個強大易用的功能。 對本設計的展望 傳統(tǒng)的計時方式采用的是基于晶體的計時方法，晶體計時產(chǎn)生誤差的最主要原因是由于晶體本身和周圍環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生誤差，故不可避免。結(jié)合繼電器使鬧鈴時間到時可啟動繼電器控制電器 30 結(jié) 論 本設計是以單片機芯片 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，設計出的一個 LCD時鐘系統(tǒng)。 致 謝 首先，要特別感謝我的導 師 老師 。 最后，祝 學院 的各位 領導、老師、同學健康平安，祝學院輝煌蓬勃！ 31 參考文獻 [1] 張齊，杜群貴 .單片機應用系統(tǒng)設 計技術 .電子工業(yè)出版社， 2020 [2] 靳桅，鄔芝權，潘育山 .單片機原理及應用 .西南交通大學出版社， 2020 [3] 陳明熒 .8051單片機課程設計實訓教材 .清華大學出版社， [4] 李廣弟，朱月秀，王秀山 .單片機基礎 .北京航空航天大學出版社 , [5] 朱定華 .單片機原理及接口技術實驗 .北方交通大學出版社， [6] 何立民 .單片機高級教程（應用與設計） .北京航空航天大學出版社， 2020 [7] 胡力剛，王養(yǎng)森，陳寧 .單片機在液晶顯示器系統(tǒng)中的應用 .電子工程師， 2020 [8] 李維諟，郭強 .液晶顯示應用技術 .電子工業(yè)出版社 ， 2020 [9] 沈忠林 . 古今名牌鐘表鑒賞與收藏 .學苑出版社 ， [10] 閻石 .數(shù)字電子技術基礎 .高等教育出版社， [12] 康華光 .電子技術基礎 .高等教育出版社， 2020 [11] 楊剛，周群 .電子系統(tǒng)設計與實踐 .電子工業(yè)出版社， 2020 [13] 趙文博，劉文濤 .單片機語言 C51程序設計 .人民郵電出版社， 2020 32 附錄 1 硬件電路原理圖 33 附錄 2 源程序代碼 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int uchar i=0。 //LCD 寄存器選擇 sbit LCD_EN=P2^2。 } void LCD_cls(void) //LCD 清屏 { LCD_check_busy()。 LCD_RW=0。 LCD_EN=1。 } void LCD_write_data(unsigned char LCD_data) //輸出一個字節(jié)數(shù)據(jù)到 LCD { LCD_check_busy()。 LCD_EN=1。 //read data LCD_DATA=0xff。//秒，分，時，日，月，星期，年 void DISP_DATA(void)。在此向老師表示衷心的感謝。 設計完成的 LCD 時鐘能達到本設計的要求。 在本 畢業(yè)設計中使用了 DS1302 時鐘芯片、 字符型 LCD 顯示器等 , 除了能夠準確顯示時間，并具有可隨時進行時間調(diào)整、定時時間設置、鬧鈴開 /關等功能 外，還可以自行擴充其功能： （ 5） 雙數(shù)據(jù)指示器。 不過在市場化方面， AT89C51 受到了 PIC 單片機陣營的挑戰(zhàn)， AT89C51 最致命的缺陷在于不支持 ISP功能，必須加上 ISP 功能等新功能才能更好延續(xù) MCS51 的傳奇。由此可以在源文件中修改后存盤，然后重新編譯（ Build）觀察 提示信息，直到?jīng)]有錯誤 。 （ 1）在工程菜單下選新建工程一項 ； （ 2）鍵入工程文件名 time 然后保存 ； （ 3） CPU 選擇 SST 公司的 89E564RD，按確定鍵 ； （ 4）接著設置晶振頻率及生成 HEX 文件等操作： 工程目標 Target1 屬性在目標 Target1 屬性選項中，可以更改 CPU 晶振頻率在輸出選項中，選擇生成 HEX。軟件法去抖動的實質(zhì)是