【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 ..................................................... 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)測試 ..................................................... 21 總 結(jié) ............................................................... 23 致 謝 ............................................................... 24 參考文獻 ............................................................. 25 附錄 1 系統(tǒng)仿真電路圖 ................................................ 26 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 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)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 31 頁 摘 要 本 設(shè)計 以 AT89C51 單片機為核心，以實時時鐘芯片 DS1307 和液晶顯示 LCD1602為主體設(shè)計了一款簡易數(shù)字時鐘。 學生需完成系統(tǒng)方案制定與工作原理分析、 硬件 設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)仿真或 實物制作、設(shè)計報告撰寫 等 工作 。設(shè)計以硬件軟件化為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮單片機功能，大部分功能通過軟件編程來實現(xiàn)，電路簡單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。 系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為核心控制器件， 它除了具備微機 CPU 的數(shù)值計算功能外，還具有靈活強大的控制功能，以便實時檢測系統(tǒng)的輸入量、控制系統(tǒng)的輸出量，實現(xiàn)自動控制。 液晶顯示模塊：單片機讀取時鐘芯片 DS1307 中的信息，通過液晶顯示器實時顯示。 圖中， 、 、 及 P1 口為單片機與液晶顯示器連接的控制和通信的數(shù)據(jù)端口； 和 為單片機與時鐘芯片 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 定義為時鐘暫停標志 （ CH）。具體如圖 24所示，三種信號的格式如下： (1)啟動信號：當時鐘總線 SCL 為高電平時，數(shù)據(jù)線 SDA 由高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉x為“啟動”信號。 圖 27 DS1307 的內(nèi)部振蕩電路 時鐘模塊電路如圖 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標準的秒脈沖信號；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)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 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現(xiàn)的功能，控制代號是采用的十六進制的數(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)動模塊、時鐘芯片 DS1307 的底層驅(qū)動模塊、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 庫中選取的元件，如表 41 所示。通過外圍元件實時時鐘芯片 DS1307構(gòu)成了一個具有實時時間與日歷顯示、按鍵調(diào)時、鬧鈴定時功能的數(shù)字時鐘。開始他細心指導(dǎo)我的選題工作，在做開題報告的過程中，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 **************************/ /************************** *************************/ 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 31 頁 sbit Alarm_On=P2^3。 //設(shè)置時間分函數(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 ****************************/ 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 31 頁 共 31 頁 /******************************主函數(shù)開始 ******************************/ void main(void) { LCD_init()。 //鬧鐘處理 } } /******************************主函數(shù)結(jié)束 *****************************/ 四川信息職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計（論文）評語 學生姓名 康劉艷 學號 0620xx7 班級 通技 062 專業(yè) 通信技術(shù) 設(shè)計（論文）題目 基于單片機的數(shù)字時鐘的設(shè)計 指導(dǎo) 教師 曾寶國，譚望春 指導(dǎo)老師考核意見 等級： 指導(dǎo)教師： 答辯 評語 等級： 答辯老師： 總評 成績 等級： 考核小組組長： 備注 以上兩項成績綜合后，指導(dǎo)老師考核成績占總分的 60%，答辯成績占總分的 40%，按五級記分（優(yōu)、良、中、及格、不及格）。 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)置時間時的初始值： 20xx124，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，他對我的系統(tǒng)提出了很多改進的意見，對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單、體積小、價格低等優(yōu)點。同時可以對時間、日期、星期和鬧鐘進行設(shè)置。整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計均采用 C 語言開發(fā)，采 用查詢的方式對按鍵狀態(tài)進行掃描，確保系統(tǒng)的實時性。 +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)定義光標位置 寫命令字 讀入狀態(tài)字→ A =0? 不忙嗎？ 延時 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)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 共 31 頁 把顯示數(shù)據(jù)要某個位置，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 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)送啟動信號，然后發(fā)送的第一個字節(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)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁 共 31 頁 字節(jié)數(shù)據(jù)，在最后發(fā)送一個結(jié)束標志的應(yīng)答位，緊跟著是停止信號。當 WP 位為 1 時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。 表 21 DS1307 的 日歷、 時間寄存器 地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 功能 取值范圍 81H CH 十位 個位 秒 0059 83H 0 十位 個位 分 0059 85H 0 12 十位 十位 個位 時 AM： 112 PM： 0023 24 8B 0 0 0 0 0 星期 星期 0107 87H 0 0 十位 個位 日 0131 89H 0 0 0 十位 個位 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)小時寄存器（ 85H、 84H） 的位 7 用于定義 DS1307 是運行于 12 小時模式還是 24小時模式。 時鐘模塊 系統(tǒng)采用 DS1307 時鐘芯片。 方案確定 綜合考慮以上兩種方案的優(yōu)缺點以及題目的基本要求和發(fā)揮要求，在本設(shè)計中，我采用了第二種方案，即采用單片機來實現(xiàn)數(shù)字時鐘的功能為我此次設(shè)計的方案。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 12 所示。 報告詳細介紹了整個系統(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。其中學生一份，指導(dǎo)教師一份。 設(shè)計可按如下步驟進行： 1. 收集有關(guān)資料并消化吸收； 2. 制定設(shè)計方案； 3. 完成硬件設(shè)計、軟件設(shè)計，仿真測試成功后可完成實物制作； 4. 撰寫設(shè)計報告（不少于 4000 字）。同時，該時鐘系統(tǒng)還具有功耗小、成本低的特點，具有很強的 實用性。 與傳統(tǒng)機械表相比，它具有走時精確 ,顯示直觀等特點。采用 LCD 作為 顯示器，具有界面友好、功耗低的優(yōu)點。 時鐘電路是由 XTAL1 和 XTAL2 之間跨接的晶體振蕩器和微調(diào)電容構(gòu)成。當 VbatVcc+ 時，由 Vcc 向 DS1307 供電，當 VbatVcc時，由 Vcc 向 DS1307 供電； GND： 邏輯 地； SCL： I2C 總線時鐘線； SDA： I2C 總線數(shù)據(jù)線； SQW/OUT： 方波 /輸出驅(qū)動器。當該位置為 1時，時鐘振蕩器停止， DS1307 處于低功耗狀態(tài)；當該位置為 0 時，時鐘開始運行。 (2)停止信號：當時鐘總線 SCL 為高電平時，數(shù)據(jù)線 SDA 由低電平跳變?yōu)楦唠娖蕉x為“結(jié)束”信號。 V B A T3X11X22S C L6S D A5S O UT7U2DS 1 3 0 7X2R3