【正文】 ................. 9 鍵盤模塊 ...................................................... 9 LCD 顯示模塊 ................................................. 10 LCD1602的引腳功能 ..................................... 10 LCD1602 的顯示操作 ..................................... 10 電源模塊 ..................................................... 14 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) ..................................................... 15 系統(tǒng)流程圖 ................................................... 15 液晶顯示模塊流程圖 ........................................... 15 鍵盤處理模塊流程圖 ........................................... 16 第 4 章 系統(tǒng)測(cè)試 ..................................................... 21 總 結(jié) ............................................................... 23 致 謝 ............................................................... 24 參考文獻(xiàn) ............................................................. 25 附錄 1 系統(tǒng)仿真電路圖 ................................................ 26 II 附錄 2 PCB 板底圖 .................................................... 27 附錄 3 主要源程序 .................................................... 28 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 1頁 共 31頁 摘 要 本 設(shè)計(jì) 以 AT89C51單片機(jī)為核心，以實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1307和液晶顯示 LCD1602為主體設(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)易數(shù)字時(shí)鐘。 學(xué)生需完成系統(tǒng)方案制定與工作原理分析、 硬件 設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真或?qū)嵨镏谱?、設(shè)計(jì)報(bào)告撰 寫 等 工作 。設(shè)計(jì)以硬件軟件化為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮單片機(jī)功能，大部分功能通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)，電路簡(jiǎn)單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。 系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為核心控制器件， 它除了具備微機(jī) CPU的數(shù)值計(jì)算功能外，還具有靈活強(qiáng)大的控制功能，以便實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的輸入量、控制系統(tǒng)的輸出量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 液晶顯示模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)讀取時(shí)鐘芯片 DS1307 中的信息，通過液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示。 圖中， 、 、 及 P1 口為單片機(jī)與液晶顯示器連接的控制和通信的數(shù)據(jù)端口； 和 為單片機(jī)與時(shí)鐘芯片 DS1307 通信的端口； 為鬧鐘的控制端口； 、 、 、 為 按鍵模塊的接口。相應(yīng)功能如下： Vcc：主電源； Vbat：備用電源。 (2)秒寄存器（ 81H、 80H） 的位 7 定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（ CH）。具體如圖 24所示，三種信號(hào)的格式如下： (1)啟動(dòng)信號(hào)：當(dāng)時(shí)鐘總線 SCL 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線 SDA 由高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉x為“啟動(dòng)”信號(hào)。 圖 27 DS1307 的內(nèi)部振蕩電路 時(shí)鐘模塊電路如圖 28所示，其中晶振采用的是 ， 經(jīng)內(nèi)部電路分頻后可獲得一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖信號(hào)；電阻 R R4 是 I2C 總線的上拉電阻。 R5R6R7R8+ 5 VK E Y 1K E Y 2K E Y 3K E Y 4P 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3 圖 210 鍵盤電路 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 10頁 共 31頁 LCD 顯示模塊 LCD 顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。 LCD1602 的顯示操作 LCD 有四種基本操作，具體如表 22 所示。其指令名稱是指要實(shí)現(xiàn)的功能，控制代號(hào)是采用的十六進(jìn)制的數(shù)值表示的。如表 24所示。本系統(tǒng)軟件程序主要包括 ：液晶 LCD1602 的底層驅(qū)動(dòng)模塊、時(shí)鐘芯片 DS1307 的底層驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤掃描及鍵值處理模塊、鬧鐘模塊等。 本系統(tǒng)的仿真采用 PROTEUS 軟件，在 PROTEUS 庫(kù)中選取的元件，如表 41所示。通過外圍元件實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1307構(gòu)成了一個(gè)具有實(shí)時(shí)時(shí)間與日歷顯示、按鍵調(diào)時(shí)、鬧鈴定時(shí)功能的數(shù)字時(shí)鐘。開始他細(xì)心指導(dǎo)我的選題工作，在做開題報(bào)告的過程中，又反復(fù)而耐心地給我指出問題的所在，并幫助我糾正了許多不妥之處。 sbit LCD_EN=P2^2。 /************************** 模塊結(jié)束 **************************/ /************************** *************************/ sbit Alarm_On=P2^3。 //設(shè)置時(shí)間分函數(shù) void Set_Time_Hour(unsigned int Key_On_Number_Flag)。 //設(shè)置星期函數(shù) void Set_Alarm_Second(unsigned int Key_On_Number_Flag)。 //鬧鐘響應(yīng)函數(shù) /******************************函數(shù)聲明結(jié)束 ****************************/ /******************************主函數(shù)開始 ******************************/ void main(void) { LCD_init()。 //鬧鐘處理 } } 內(nèi)部資料 請(qǐng)勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc UE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 Display()。 //設(shè)置鬧鐘函數(shù) void Set_Time_Display(unsigned int x， unsigned int y)。 //設(shè)置日期日函數(shù) void Set_Date_Month(unsigned int Key_On_Number_Flag)。 //設(shè)置時(shí)間時(shí)的初始值 ： 2021124，星期二， 12： 00： 00 unsigned char Set_Alarm_Init[]={0， 0， 0}。 /************************* 模塊結(jié)束 **************************/ /************************** 模塊開始 **************************/ /***************************** 引腳定義 ****************************/ sbit SCLK=P2^6。 特別感謝曾老師的幫助，他對(duì)我的系統(tǒng)提出了很多改進(jìn)的意見，對(duì)我的論文中的一些不足的地方也一一地指出。系統(tǒng)采用串行器件具有線路簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)可以對(duì)時(shí)間、日期、星期和鬧鐘進(jìn)行設(shè)置。整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)均采用 C 語言開發(fā)，采用查詢的方式對(duì)按鍵狀 態(tài)進(jìn)行掃描，確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。 +5V穩(wěn)壓器采用 CW7805，其應(yīng)用電路如圖 216 所示。 圖 213 寫命令字流程圖 3)定義光標(biāo)位置 寫命令字 讀入狀態(tài)字→ A =0? 不忙嗎？ 延時(shí) R/W=0 RS=0 E=1 命令字→ A,A→ P1 E=0 RS=0 返回 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 13頁 共 31頁 把顯示數(shù)據(jù)要某個(gè)位置，就是把顯示數(shù)據(jù)寫在相應(yīng)的 DDRAM 地址中， DDRAM地址占 7 位。如圖 212 所示為讀入狀態(tài)字流程圖。 系統(tǒng)中采用 LCD1602 作為顯示器件輸出信息， 可以顯示 2行 16個(gè) 漢字。 L S 1Q1P N PR95k+ 5 VP2.3 圖 29 鬧鈴電路 鍵盤模塊 鍵盤模塊設(shè)置了四個(gè)按鍵： KEY KEY KEY KEY4。 圖 24 I2C 總線的數(shù)據(jù)傳送格式 的寫控制 圖 25是 DS1307 的寫控制格式，首先發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，然后發(fā)送的第一個(gè)字節(jié)是用來控制芯片的地址以及讀寫控制位（ D0： 0– 寫），之后是應(yīng)答位，然后發(fā)送其它四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 8頁 共 31頁 字節(jié)數(shù)據(jù)，在最后發(fā)送一個(gè)結(jié)束標(biāo)志的應(yīng)答位，緊跟著是停止信號(hào)。當(dāng) WP 位為 1 時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。 表 21 DS1307 的 日歷、 時(shí)間寄存器 地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 功能 取值范圍 81H CH 十位 個(gè)位 秒 0059 83H 0 十位 個(gè)位 分 0059 85H 0 12 十位 十位 個(gè)位 時(shí) AM： 112 PM： 0023 24 8B 0 0 0 0 0 星期 星期 0107 87H 0 0 十位 個(gè)位 日 0131 89H 0 0 0 十位 個(gè)位 月 0112 8DH 十位 Year 年 0099 8FH OUT 0 0 SOWE 0 0 RS1 RS0 控制字 91H RAM 56 8 00HFFH (1)小時(shí)寄存器（ 85H、 84H） 的位 7 用于定義 DS1307 是運(yùn)行于 12 小時(shí)模式還是 24小時(shí)模式。 時(shí)鐘模塊 系統(tǒng)采用 DS1307 時(shí)鐘芯片。 方案確定 綜合考慮以上兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)以及題目的基本要求和發(fā)揮要求，在本設(shè)計(jì)中，我采用了第二種方案，即采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘的功能為我此次設(shè)計(jì)的方案。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 12所示。 報(bào)告詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)的硬件組成結(jié)構(gòu)、工作原理和系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)。其中學(xué)生一份，指導(dǎo)教師一份。 設(shè)計(jì)可按如下步驟進(jìn)行： 1. 收集有關(guān)資料并消化吸收； 2. 制定設(shè)計(jì)方案； 3. 完成硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)，仿真測(cè)試成功后可完成實(shí)物制作； 4. 撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（不少于 4000 字）。同時(shí)，該時(shí)鐘系統(tǒng)還具有功耗小、成本低的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 與傳統(tǒng)機(jī)械表相比，它具有走時(shí)精確 ,顯示直觀等特點(diǎn)。采用 LCD 作為顯示器，具有界面友好 、功耗低的優(yōu)點(diǎn)。 時(shí)鐘電路是由 XTAL1 和 XTAL2 之間跨接的晶體振蕩器和微調(diào)電容構(gòu)成。當(dāng) VbatVcc+ 時(shí)，由 Vcc 向 DS1307 供電，當(dāng) VbatVcc時(shí)，由 Vcc 向 DS1307 供電； GND： 邏輯地； SCL： I2C 總線時(shí)鐘線； SDA： I2C 總線數(shù)據(jù)線； SQW/OUT： 方波 /輸出驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)該位置為 1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止， DS1307 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為 0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行。 (2)停止信號(hào)：當(dāng)時(shí)鐘總線 SCL 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線 SDA 由低電平跳變?yōu)楦唠娖蕉x為“結(jié)束”信號(hào)。 V B A T3X11X22S C L6S D A5S O UT7U2DS 1 3 0 7X2R3 R4+5VP 2 .6P 2 .7 圖 28 DS1307 的電路連接 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9頁 共 31頁 鬧鈴模塊 系統(tǒng)采用蜂鳴器作為鬧鈴輸出，電路連接如圖 29 所示。其中字段顯示與 LED 顯示相似，只要送對(duì)應(yīng)的 信號(hào)到相應(yīng)的管腳就能顯示。 表 22 LCD 與單片機(jī)之間有四種基本操作 四川信