【正文】 1 N S N=1，讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加 1 且光標加 1； N=0，讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減 1 且光標減 1 S=1，寫一個字符時，顯示整體左移（ N=1）或右移（ N=0），來得到光標不移動而屏幕移動的效果； S=0，寫一個字符時，顯示整體不移動 0 0 0 1 0 0 0 0 光標左移 0 0 0 1 0 1 0 0 光標右移 0 0 0 1 1 0 0 0 顯示整體左移，同時光標跟隨移動 0 0 0 1 1 1 0 0 顯示整體右移，同時光標跟隨移 動 1602 液晶電路 為防止上電時燒壞背光燈，在 15 腳（ BLA）串接一個 10 歐姆的電阻來限流；液晶 3（ VO）腳為對比度調(diào)節(jié)端，串接一個 10K 的電位器來調(diào)節(jié)對比度；液晶 4（ RS）腳為向液晶控制器寫數(shù)據(jù) /寫命令選擇端，接單片機 口；液晶 5（ R/W）腳為讀 /寫選擇端，由于只向液晶寫入命令和顯示數(shù)據(jù)，不從液晶讀取數(shù)據(jù)，所以此腳始終選擇為寫狀態(tài)，即接地；液晶 6（ E）腳為使能端，是操作液晶時必須的，接單片機 口； 1（ VSS） 、 2（ VCC）腳是電源端； 15（ BLA）、 16（ BLK）腳是背光電源端 。 地址映射圖 控制器的內(nèi)部帶有 80B 的 RAM 緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如圖 215 所示： 0 0 0 1 0 2 0 30 40 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 A 0 B 0 C 0 D 0 E 0 F 1 0? ?2 74 04 1 4 2 4 3 4 44 54 6 4 7 4 8 4 9 4 A 4 B4 C4 D 4 E 4 F 5 0? ?6 7L C D1 6 字 X 2 行 圖 215 1602 內(nèi)部 RAM 地址映射圖 當向圖中的 00～ 0F、 40～ 4F 地址中的任一處寫入顯示數(shù)據(jù)時，液晶都會立即顯示出來，當寫入到 10～ 27或 50～ 67 地址時，必須要通過移屏指令將它們移入可顯示區(qū)域方可正常顯示。 時序圖如下： T s p 2T s p 1tH D 1tP WtH D 1tH D 2tRtFtC有 效 數(shù) 據(jù)R SR / WED B 0 D B 7Y N 如圖 214 1602 液晶寫操作時序圖 表 27 狀態(tài)字說明 STA7 D7 STA6 D6 STA5 D5 STA4 D4 STA3 D3 STA2 D2 STA1 D1 STA0 D0 STA0～ STA6 當前地址指針的數(shù)值 STA7 讀 /寫操作使能 1— 禁止； 0— 允許 基于 51 單片機的數(shù)字電子鐘設(shè)計 14 理論上每次對控制器進行讀 /寫操作之前，都必須進行讀 /寫檢測，確保 STA7為 0。 （ 3）要將數(shù)據(jù)或命令送到數(shù)據(jù)線上。寫命令包括使液晶的光標顯示還是不顯示、光標閃爍或者不閃爍、需不需要移屏，在液晶何處位置顯示等等；寫數(shù)據(jù)是指顯示什么內(nèi)容。 寫數(shù)據(jù)：輸入， RS=H， R/W=L, D0～ D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖；輸出，無。 讀數(shù)據(jù)：輸入， RS=H,R/W=H,E=H；輸出，無。電路圖如圖 211 所示： S1S2S3S2S3S4 圖 211 按鍵電路 基于 51 單片機的數(shù)字電子鐘設(shè)計 12 LCD1602 顯示模塊 1602 液晶概述 本設(shè)計使用的 1602 液晶為 5V 驅(qū)動，帶背光，可顯示兩行，每行 16 個字符，不能顯示漢字，內(nèi)置 128 個字符的 ASCII 字符集庫。本模塊通過 PNP 三極管為蜂鳴器放大電流，基極通過 33 歐的電阻與單片機 16（ ） 引腳相連。 DS12C887 時鐘芯片電路如圖29 所示： A D 0A D 1A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7D S C SD S A SD S R WD S D SV C C 5 VV C C 5 VDSIRQR31 0 KC21 0 u FM O T1NC2NC3A D 04A D 15A D 26A D 37A D 48A D 59A D 610A D 711G N D12CS13AS14R /W15NC16DS17R E S E T18I R Q19NC20NC21NC22S Q W23V C C24DS12C887U3D S 1 2 C 8 8 7 圖 29 時鐘電路 巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 引腳 1 這里接地（或懸空）來選取 Intel模式， 4～ 11 引腳接單片機的 P1 口，18 引腳接 VCC， 19 引腳外接一個上拉電阻然后接到單片機 口，其他的引腳各自接到相應(yīng)端口。 時序圖分析 鑒于本設(shè)計 MOT 引腳接 GND，總線選用 Intel 模式，故此系統(tǒng)只分析 Intel模式。其中 PF： 周期中斷標志； AF：鬧鐘中斷標志； UF： 更新中斷標志。當 PF=PIE=1 ， AF=AIE=1 ， UF=UIE=1 ，IRQF=PFPIE+AFAIE+UFUIE 有一種或幾種發(fā)生時， IRQF 置高 IRQ 腳輸出為低電平；為低時，無中斷請求發(fā)生。在四月的第一個周日的 1︰ 59︰ 59 AM，時鐘調(diào)到 3︰ 00︰ 00 AM； 在十月的最后一個周日的 1︰ 59︰ 59 AM， 時鐘調(diào)到 1︰ 00︰00 AM。 12/24： 為 1,24 小時制；為 0,12 小時制。 DM：寄存器存儲數(shù)據(jù)格式選擇位。 UIE=1，允許； UIE=0，禁止。 AIE=1，允許； AIE=0，禁止。 PIE=1，允許； PIE=0，禁止。 (2)狀態(tài)控制寄存器 B（可讀寫） 表 23 寄存器 B 地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0BH SET PIE AIE UIE SQWE DM 12/24 DSE 巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 SET=0， 芯片更新正常進行； SET=1， 芯片更新被禁止。 RS3， RS2， RS1， RS0： 速率選擇位。 這三位的其他組合方式均使振蕩器關(guān)閉。 當 DV0=0， DV1=1， DV2=0 時，晶體振蕩器開啟且保持時鐘運行。通過寄存器 B 中 SET位設(shè)置為 1 來禁止更新，并且將 UIP 位清零。當 UIP=1 時，即將開始更新；當 UIP=0 時，至少在 244us 內(nèi)芯片不會更新。 2. DS12C887 時鐘芯片內(nèi)部功能 DS12C887 的存儲器分配如圖 26 所示，其中 00H09H 為鬧鐘信息與時間信息寄存器， 0AH0DH 為 4 個控制寄存器。 23（ SQW）： 方波輸出引腳。在中斷未發(fā)生時， IRQ 為高阻態(tài)，這時可以將多個中斷器件連接到一條 IRQ 總 線上。低電平有效， 用作處理器的中 斷申請輸入。低電平有效，通常將該引腳接 VCC 即可。當 MOT 接 GND 或懸空 時，選用 Intel工作模式，此時該引腳為讀允許輸入引腳。 17（ DS）： 數(shù)據(jù)選擇或者 讀輸入腳。該引腳有兩種工作方式，當 MOT 接 VCC 時，R/W）工作在 Motorola 模式。在進行讀 /寫操作時， AS 的上升沿將 AD0～ AD7上出現(xiàn)的地址信息鎖存到 DS12C887 上，而下一個下降沿清除 AD0～ AD7 上的地址信息，不論 CS 是否有效， DS12C887 都將執(zhí)行該操作。 巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 13（ CS）： 芯片選擇端，低電平有效。其中 VCC 接 +5V 輸入 ， GND接地?？偩€周期的前半部分 AD0～ AD7上的是地址信息，總線周期的后半部分 AD0～ AD7 上的是數(shù)據(jù)信息。 2,3,16,20,21,22（ NC）： 懸空端。有兩種總線工作方式，即 Motorola 和 Intel 模式。 時鐘芯片引腳功能 DS12C887 芯片引腳和實物圖如圖 2 25 所示。此外，用戶還可以通過對 DS12C887 芯片 進行編程來實現(xiàn)多種方波的輸出，并且可以對其內(nèi)部的三路中斷通過軟件進行屏蔽。 DS12C887時鐘芯片中帶有 128B RAM，其中 11B RAM 用來存儲時間信息； 4B RAM 用來存儲 DS12C887 的控制信息，成為控制寄存器； 13B 通用 RAM 供用戶使用。電路如圖 23 所示： X1X2X11 1 . 0 5 9 2 M H zC422pFC522pF 圖 23 晶振電路 時鐘電路模塊 DS12C887 實時時鐘芯片概述 DS12C887 是美國 DALLAS 公司設(shè)計生產(chǎn)的實時時鐘芯片。電路原理圖如圖 22所示： 巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 5 V C C 5 VR S TC11 0 u FR11KR21 0 KS5 圖 22 復位電路 晶振電路 晶振電路是單片機最小系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一。而按鍵與上電均有效的復位電路可以在單片機執(zhí)行任務(wù)期間，通過按鍵實現(xiàn)復位操作。其原理是上電的瞬間 復位 引腳 （ RST） 獲得高電平，在電容 C1充放電的同時， 復位 引腳 （ RST） 的高 電平會慢慢下降。 復位信號變低電平時，單片機開始執(zhí)行程序。 ? ～ ： 一般 I/O 口引腳或第二功能引腳。 ? ～ ： 一般 I/O 口引腳。 ? PSEN： 外部程序存儲器選通信號輸出引腳。 ? ALE/PROG： 地址鎖存允許信號輸出引腳 /編程脈沖輸入引腳。 ? XTAL2： 晶體振蕩器接入的另一個引腳。 ? VSS： 接地引腳。 巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 2. 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)模塊 STC89C52 芯片介紹 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種高性能、低功耗的 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的 MCS51 單片機，俗稱單片機。這就為數(shù)字電子鐘提供了市場需求，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，也為數(shù)字電子鐘的研發(fā)提供了前景。其中以單片機為核心控制器，利用專門的實時時鐘芯片計時，將時間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機輸出，由顯示器顯示出來，利用鍵盤定時、校時，顯示電路可利用液晶顯示技術(shù)或者數(shù)碼管顯示技術(shù)。基于單片機的電子時鐘系統(tǒng)的設(shè)計意在解決上述缺點折合為一個適中的產(chǎn)品，實現(xiàn)高精度、體積小、價格適中、易操作的產(chǎn)品 ,使得數(shù)字電子鐘的發(fā)展日益滿足使用者的需求。但是隨著生活節(jié)奏的加快，人們對時間的基于 51 單片機的數(shù)字電子鐘設(shè)計 2 精準度要求越來越高。 電子時鐘的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 從古代利用流體力學計時的刻漏和后來出現(xiàn)的沙漏以及采用機械傳動結(jié)構(gòu)計時的渾天儀，水運儀還有應(yīng)用天文原理計時的日晷到今天的數(shù)字電子鐘，經(jīng)歷了漫長的歲月?；?STC89C52單片機為核心的電子鐘就可以滿 足上述要求，為了避免偶然的掉電或晶振的誤差造成時間的混亂以及完全用程序設(shè)計從而占用大量的系統(tǒng)資源而影響系統(tǒng)其他功能的運行，外加一塊獨立運行的實時時鐘芯片 DS12C887，同時配合相應(yīng)的程序就可以實現(xiàn)上述目的。例如，在某些數(shù)據(jù)采集時，對于一些重要的信息不僅要記錄下其內(nèi)容，還要記錄下發(fā)生該事件時的準確時間；又比如，在建筑視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)中，除了要顯示實時畫面外，還要準確記錄下實時的時間信息，其中包括年、月、日、時、分、秒等。例如定時報警系統(tǒng)、定時程 序啟動控制、定時動力通斷設(shè)備等等這些都是以數(shù)字化為基礎(chǔ)的。比如：汽車站、火車站、辦公室等場合，給人們的生活、學習、工作及娛樂 帶來了極大的方面，已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡奈锲?。巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 1. 緒論 電子時鐘的選題意義 隨著數(shù)字集成電路的發(fā)展，數(shù)字化已深入到各行各業(yè)。s sense of time has bee stronger and stronger. And with the development of automated, intelligent and microelectronic technology, the tool for timing has been constantly updated。更重要的是時鐘芯片 DS12C887具有誤差小，內(nèi)部自帶鋰電池使得斷電時時間不停，再次上電后時間仍然能夠準確顯示在液晶上的特點?；诖吮驹O(shè)計以單片機 STC89C52 為控制核心，采用美國DALLAS 公司生產(chǎn)的實時時鐘芯片 DS12C887 和液晶芯片 LCD1602，該設(shè)計具有電路設(shè)計簡單，結(jié)構(gòu)合理，能夠精確顯示時間、星期、日期等優(yōu)點，并且能夠?qū)崟r更新顯 示。 保密的畢業(yè)論文 (設(shè)計 )在解密后遵守此規(guī)定。