【導(dǎo)讀】隨著人類科技文明的發(fā)展，人們對于時(shí)鐘的要求在不斷地提高。高精度、多功能、小體積、低功耗，是現(xiàn)代時(shí)鐘發(fā)展的趨勢。過硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計(jì)出的一個(gè)LCD時(shí)鐘系統(tǒng)。統(tǒng)包括了實(shí)時(shí)控制電路、校時(shí)定時(shí)電路、顯示電路、報(bào)時(shí)電路等幾部分的設(shè)計(jì)。簡單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。主要硬件有：AT89S51單片機(jī)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302、字符型液晶顯示器LCD1602和若干按鍵等。軟件采用C語言編寫實(shí)現(xiàn)，并依據(jù)程。能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)間(顯示格式為。鈴開/關(guān)等功能。本系統(tǒng)計(jì)時(shí)精確、體積小、功耗低，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，可以廣。泛應(yīng)用在生活，學(xué)習(xí)和工作等領(lǐng)域。

　　

【正文】 Keil 181。Vision2 集成開發(fā)環(huán)境是 Keil Software， Inc/Keil Elektronik GmbH開發(fā)的基于 80C51 內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺，內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成從工程建立到管理、編譯、鏈接、目標(biāo)代碼的生 成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發(fā)流程尤其是 C 編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率方面達(dá)到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制選項(xiàng)，在開發(fā)大型項(xiàng)目時(shí)非常理想。 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境的主要功能有以下幾點(diǎn)： ? 181。Vision2 for Windows：是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，它將項(xiàng)目管理、源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中； ? C51 國際際準(zhǔn)化 C交叉編譯器：從 C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊； ? A51 宏匯編器：從 80C51 匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊； ? BL51 鏈接器 /定位器：組合由 C51 和 A51 產(chǎn)生 的可重定位的目標(biāo)模塊，生 27 成絕對目標(biāo)模塊； ? LIB51 庫管理器：從目標(biāo)模塊生成連接器可以使用的庫文件； ? OH51 目標(biāo)文件至 HEX 格式的轉(zhuǎn)換器，從絕對目標(biāo)模塊生成 Intel Hex 格式的文件； ? RTX51 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：簡化了復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。 Keil uVision2 軟件的操作 以下假定在“ D： \時(shí)鐘”目錄下 。 ⒈ 建立一個(gè)工程項(xiàng)目選擇芯片確定選項(xiàng) 。 （ 1）在工程菜單下選新建工程一項(xiàng) ； （ 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(shè)置晶振頻率及生成 HEX 文件等操作： 工程目標(biāo) Target1 屬性在目標(biāo) Target1 屬性選項(xiàng)中，可以更改 CPU 晶振頻率在輸出選項(xiàng)中，選擇生成 HEX。 ⒉ 建立 C 源文件 。 （ 1）文件新建彈出源文件編輯窗口，進(jìn)入編輯源文件窗口 ； （ 2）在文件窗口中編輯源程序 ； （ 3）將文件以“ ”源文件保存在“ D： \時(shí)鐘”目錄下。 ⒊ 用項(xiàng)目管理器生成各種應(yīng)用文件 。 點(diǎn)擊 Target1 之前的 “ +”號，出現(xiàn) Source Group1 點(diǎn)擊它，按鼠標(biāo)右鍵會彈出下拉菜單，出現(xiàn)一個(gè)編譯文件窗口，選擇增加文件到組 Source Group1，向項(xiàng)目中添加 源文件在 Source Group1 前會出現(xiàn)一個(gè)“ +”號，點(diǎn)擊之后彈出 文件名，點(diǎn)擊該文件名主窗體中會出現(xiàn)該文件的編輯窗口。編譯（ ProjectReBuild all target files） 就會生成一系列的文件如 OBJ 文件、 LST文件、 HEX 文件等。 ⒋ 檢查并修改源文件中的錯(cuò)誤 。 如果在源文件中存在錯(cuò)誤，那么在輸出窗口中會出現(xiàn)錯(cuò)誤提示信息。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(cuò)誤 。 ⒌ 編譯連接通 過后，進(jìn)行軟件模擬仿真 。 點(diǎn)擊“開始 /停止調(diào)試”進(jìn)入軟件模擬的仿真窗口。 對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和反復(fù)修改，最終得到正確并符合設(shè)計(jì)要求的結(jié)果。 28 第 5 章 課題展望 AT89S51 的由來及與 AT89C51 的區(qū)別 MCS51 單片機(jī)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(jī)仍是應(yīng)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(xué)校的培訓(xùn)教材仍與 MCS51 單片機(jī)作為代表進(jìn)行 理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。 有些文獻(xiàn)甚至也將 8051 泛指 MCS51 系列單片機(jī)， 8051 是早期的最典型的代表作，由于 MCS51 單片機(jī)影響極深遠(yuǎn)，許多公司都推出了兼容系列單片機(jī)，就是說 MCS51 內(nèi)核實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè) 8 位單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。 各個(gè) 公司的 51 單片機(jī)產(chǎn)品都是和 MCS51內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。同樣的一段程序，在各個(gè)單片機(jī)廠家的硬件上運(yùn)行的結(jié)果都是一樣的，如 ATMEL 的 AT89C5 AT89S51， PHILIPS（菲利浦），和 WINBOND（華邦）等，同時(shí)是在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性，如時(shí)鐘，更優(yōu)秀的是由 Flash（程序存儲器的內(nèi)容至少可以改寫 1000 次）存儲器取帶了原來的 ROM（一次性寫入）， AT89C51 的性能相對于 8051 已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。 不過在市場化方面， AT89C51 受到了 PIC 單片機(jī)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。 AT89S51 就是在這樣的背景下取代 AT89C51 的，現(xiàn)在， AT89S51 目前已經(jīng)成為了實(shí)際應(yīng)用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的 ATMEL 目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用 AT89S51 代替。 AT89S51 在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，采用 新工藝 ，成本降低 ， 而且將功能提升 ， 增加了競爭力。 AT89S51 相對于 AT89C51 新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格基本不變，甚至比 AT89C51 更低。增加的新功能包括： （ 1） ISP 在線編程功能，這個(gè)功能的優(yōu)勢在于改寫單片機(jī)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(gè)強(qiáng)大易用的功能。 （ 2） 最高工作頻率為 33MHz， AT89C51 的極限工作頻率是 24MHz，就是說AT89S51 具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度。 （ 3） 具有雙工 UART 串行通道。 （ 4） 內(nèi)部集成看門狗計(jì) 時(shí)器，不再需要像 AT89C51 那樣外接看門狗計(jì)時(shí)器單元電路。 （ 5） 雙數(shù)據(jù)指示器。 29 （ 6） 電源關(guān)閉標(biāo)識。 （ 7） 全新的加密算法，使得 AT89S51 程序的保密性大大加強(qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。 （ 8） 兼容性方面，向下完全兼容 51 全部系列產(chǎn)品，比如 805 AT89C51 等早期 MCS51兼容產(chǎn)品。 對本設(shè)計(jì)的展望 傳統(tǒng)的計(jì)時(shí)方式采用的是基于晶體的計(jì)時(shí)方法，晶體計(jì)時(shí)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。而當(dāng)今最新的計(jì)時(shí)方式采用原子鐘計(jì)時(shí)方式， 原子鐘是目前人類最精確的時(shí)間測 量儀器，它主要是利用原子不受溫度和壓力影響的固定頻率振蕩的原理制成。高精度原子鐘在航海航空、精密儀表、傳播等領(lǐng)域都擁有廣闊的市場前景。 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)技術(shù)原理，以單片機(jī)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(shè)計(jì)出的一個(gè) LCD 時(shí)鐘系統(tǒng)。 在本 畢業(yè)設(shè)計(jì)中使用了 DS1302 時(shí)鐘芯片、 字符型 LCD 顯示器等 , 除了能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)間，并具有可隨時(shí)進(jìn)行時(shí)間調(diào)整、定時(shí)時(shí)間設(shè)置、鬧鈴開 /關(guān)等功能 外，還可以自行擴(kuò)充其功能： 增加萬年歷顯示“年月日” 鬧鈴時(shí)間到時(shí)發(fā)出音樂聲 結(jié)合溫度芯片 顯示當(dāng)前的溫度 結(jié)合繼電器使鬧鈴時(shí)間到時(shí)可啟動繼電器控制電器 30 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)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(shè)計(jì)出的一個(gè) LCD時(shí)鐘系統(tǒng)。 該時(shí)鐘系統(tǒng)包括了實(shí)時(shí)控制電路、校時(shí)定時(shí)電路、顯示電路、報(bào)時(shí)電路等幾部分的設(shè)計(jì)。 主要硬件有： AT89S51 單片機(jī)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS130字符型液晶顯示器 LCD1602 和若干按鍵等。 軟件采用C 語言編寫實(shí)現(xiàn) ，并依據(jù)程序應(yīng)用 Keil 軟件進(jìn)行了仿真測試，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和反復(fù)修改，最終得到正確并符合設(shè)計(jì)要求 的結(jié)果。 設(shè)計(jì)完成的 LCD 時(shí)鐘能達(dá)到本設(shè)計(jì)的要求。能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)間 (顯示格式為“ TIME：時(shí)時(shí)：分分：秒秒” )，并具有可隨時(shí)進(jìn)行時(shí)間調(diào)整、定時(shí)時(shí)間設(shè)置、鬧鈴開 /關(guān)等功能 。 本系統(tǒng)計(jì)時(shí)精確、 體積小、 功耗低， 具有很強(qiáng)的實(shí)用性， 可以廣泛應(yīng)用在生活，學(xué)習(xí)和工作等領(lǐng)域。當(dāng)然，這個(gè)系統(tǒng)仍然是屬于比較簡單的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，要設(shè)計(jì)功能更強(qiáng)更復(fù)雜的系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的學(xué)習(xí)與研究。 致 謝 首先，要特別感謝我的導(dǎo) 師 老師 。 本次 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在兩位 老師的悉心指導(dǎo)下完成的， 老師 從本畢業(yè)設(shè)計(jì)開始的總體規(guī)劃布置和詳細(xì)要求到設(shè)計(jì) 的最終完成以及論文的撰寫和修改，一直給予了關(guān)注和悉心指導(dǎo)。 老師對本次設(shè)計(jì) 仔細(xì)審查，提出和修改了不少我疏忽和錯(cuò)誤的地方 ，并指明了設(shè)計(jì)的改良方向 。 老師 悉心的指導(dǎo)、親切的鼓勵和關(guān)心，令我終身難忘。在此向老師表示衷心的感謝。 此外我還要感謝在設(shè)計(jì)期間給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和所有關(guān)心鼓勵支持我的人。本次設(shè)計(jì)能順利完成有賴于他們的支持。同時(shí) ， 感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)對畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視，感謝學(xué)院為我們提供了良好的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)境。 最后，祝 學(xué)院 的各位 領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)健康平安，祝學(xué)院輝煌蓬勃！ 31 參考文獻(xiàn) [1] 張齊，杜群貴 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè) 計(jì)技術(shù) .電子工業(yè)出版社， 2020 [2] 靳桅，鄔芝權(quán)，潘育山 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 .西南交通大學(xué)出版社， 2020 [3] 陳明熒 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//LCD 寄存器選擇 sbit LCD_EN=P2^2。 //LCD 使能信號 void LCD_check_busy(void) //檢測 LCD 狀態(tài)，看它是不是還在忙呢 { while(1) { LCD_EN=0。 LCD_RS=0。 //指令寄存器通信 LCD_RW=1。 //read data LCD_DATA=0xff。 LCD_EN=1。 if(!LCD_BUSY)break。 } LCD_EN=0。 } void LCD_cls(void) //LCD 清屏 { LCD_check_busy()。 LCD_RS=0。 34 LCD_RW=0。 LCD_DATA=1。 LCD_EN=1。 LCD_EN=0。 } void LCD_write_instruction(unsigned char LCD_instruction) //寫指令到 LCD { LCD_check_busy()。 LCD_RS=0。 LCD_RW=0。 //寫數(shù)據(jù) LCD_DATA=LCD_instruction。 LCD_EN=1。 LCD_EN=0。 } void LCD_write_data(unsigned char LCD_data) //輸出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到 LCD { LCD_check_busy()。 LCD_RS=1。 LCD_RW=0。 LCD_DATA=LCD_data。 LCD_EN=1。 LCD_EN=0。 } void LCD_set_position(unsigned char x) //LCD 光標(biāo)定位到 x 處 {