【文章內(nèi)容簡介】 序 ......................................................................................................... 30 DS1302 模塊子程序 ......................................................................................... 32 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 5 ~ LCD1602 液晶顯示模塊子程序 ...................................................................... 35 按鍵模塊子程序 ................................................................................................. 39 系統(tǒng)程序編譯與仿真 .................................................................................................... 42 編譯與仿真軟件 ................................................................................................. 42 程序編譯 ............................................................................................................. 42 系統(tǒng)仿真 ............................................................................................................. 42 程序調(diào)試 ............................................................................................................. 43 第 4 章 實(shí)際電路的測 試 ............................................................................................................. 44 測試儀器 ........................................................................................................................ 44 測試項(xiàng)目 ........................................................................................................................ 44 硬件電路連線測試 ............................................................................................. 44 單片機(jī)工作運(yùn)行測試 ......................................................................................... 44 按鍵功能測試 ..................................................................................................... 45 整體電路測試 ..................................................................................................... 45 測試故障分析 及排除 .................................................................................................... 45 單片機(jī)連線不導(dǎo)通 ............................................................................................. 45 單片機(jī)不正常工作 ............................................................................................. 46 復(fù)位按鍵無效 ..................................................................................................... 46 液晶顯示初上電不走時(shí) ..................................................................................... 46 最終調(diào)試結(jié)果及總結(jié) .................................................................................................... 47 結(jié)論 ............................................................................................................................................... 48 致謝 ............................................................................................................................................... 49 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 50 附錄 ............................................................................................................................................... 51 附錄 A DS1302 用戶手冊英文原文 ................................................................................. 51 附錄 B DS1302 用戶手冊中文翻譯 ................................................................................. 58 附錄 C 系統(tǒng)源程序代碼 ................................................................................................... 64 附錄 D 電子線 路原理圖 ................................................................................................... 80 附錄 E 電子時(shí)鐘使用說明書 ............................................................................................ 81 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 6 ~ 前言 時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣。怎樣讓時(shí)鐘更好的為 大家服務(wù)，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出 更多的 新型時(shí)鐘。 電子 時(shí)鐘是采用電子 電路實(shí)現(xiàn)對時(shí)、分、秒等數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置 ,被 廣泛 應(yīng) 用于個人家庭及車站、 碼頭、辦公室等公共場所 ,成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?,同時(shí)由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用 ,使得數(shù)字鐘的精度和穩(wěn)定性 ,都 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了老式 機(jī)械時(shí)鐘。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的總體目的是利用自己在大學(xué)期間學(xué)過的單片機(jī)、 C 語言以及數(shù)、模電等知識設(shè)計(jì)出一款可 以正常顯示并可以實(shí)時(shí)調(diào)整日歷和時(shí)間的電子時(shí)鐘。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(shí)鐘設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及系統(tǒng)各模塊方案的 論證和選擇 。第二部分由 第 2 章 ~第 3 章組成，主要介紹電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)部分，包 括系統(tǒng)各模塊硬件電路的設(shè)計(jì)以及 系統(tǒng)軟件 （系統(tǒng)可執(zhí)行程序）的設(shè)計(jì)、編譯和仿真 。第三 部分由第 4 章組成，主要介紹電子時(shí)鐘 的實(shí)際 電路調(diào)試 部分，包括 電路 后期 的運(yùn)行測試及故障的分析排除 。 為適應(yīng)技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的需要，本論文完全以 Protel 99SE 為原理圖繪制工具，以 Keil uVision3 為程序編譯調(diào)試平臺，以 Proteus 7 為系統(tǒng)仿真分析工具。 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 7 ~ 第 1 章 系統(tǒng)方案選擇與論證 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 以 STC89C52RC 芯片 為主控制器 ，配合合適 外圍 元 器件，組成一個電子時(shí)鐘，并滿足以下要求 ： (1) 電源接通，電子時(shí)鐘自動進(jìn)入正常計(jì)時(shí)工作狀態(tài)； (2) 顯示元件正確顯示日歷、星期和時(shí)間的信息； (3) 年、月、日、星期、時(shí)、分、秒之間自動關(guān)聯(lián)進(jìn)位； (4) 通過按鍵實(shí)現(xiàn)對日歷和時(shí)間的調(diào)整，具體功能分配為： ○ 1 SET 鍵按下，時(shí)鐘進(jìn)入調(diào)整模式，并根據(jù)被按下次數(shù)選擇對應(yīng)調(diào)整項(xiàng)目。 ○ 2 UP 鍵按下，對應(yīng)調(diào)整項(xiàng)目數(shù)值加 1。 ○ 3 DOWN 鍵按下，對應(yīng)調(diào)整項(xiàng)目數(shù)值減 1。 ○ 4 MODE 鍵按下，即時(shí)退出調(diào)整模式并進(jìn)入正常顯示模式。 系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖及 工作基本流程 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖如圖 11 所示，它主要由主控制器、時(shí)鐘模塊、顯示模塊、按鍵模塊和電源模塊 5 大部分構(gòu)成。 圖 11 總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)開始運(yùn)行， 主控制器 STC89C52RC 即時(shí)讀取時(shí)鐘模塊的時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并將讀出的 信息處理后通過 I/O 口實(shí)時(shí)的輸出到顯示模塊使之顯示。同時(shí)主控制器也 不斷地對按鍵模塊主控制器 STC89C52RC 時(shí)鐘模塊 顯示模塊 按鍵模塊 電源模塊 華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) —— 基于 STC89C52RC 的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) ~ 8 ~ 進(jìn)行掃描 ， 當(dāng)有按 鍵 被有效 按下時(shí)， 系統(tǒng)將根據(jù)程序設(shè)定即時(shí)執(zhí)行與該鍵相對應(yīng)的操作，并將修 改后的時(shí)鐘數(shù)據(jù)更新到時(shí)鐘模塊 內(nèi)部 以實(shí)現(xiàn)對日歷和時(shí)間的調(diào)整 。 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 時(shí)鐘模塊方案 方案一： 直接采用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。所以不采用此方案。 方案二： 采用 DS1302 時(shí)鐘芯片作為時(shí)鐘模塊。 DS1302 芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動對秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)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(shí)功耗較小。 綜合比較兩種方案，我們選擇 DS1302 作為時(shí)鐘模塊計(jì)時(shí)。 顯示模塊方案 方案一 ： 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示。 點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合 ,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi) ,且價(jià)格也相對較高 ,所以不用此種作為顯示。 方案二 ： 采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描 顯示。 LED 數(shù)碼管價(jià)格適中 ,對于顯示數(shù)字最合適 ,而且采用動態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí) ,占用的單片機(jī)口線少。但鑒于本次設(shè)計(jì)需要顯示的數(shù)據(jù)比較多，使用數(shù)碼管將占用太多板面且會使電路板顯得凌亂 ，所以也不用此種作為顯示。 方案三 ： LED 數(shù)碼 管靜態(tài)顯示。這種 電路容易理解