【正文】 音頻率為1KHz；4．在系統(tǒng)校準模式時，系統(tǒng)具有快速校準時間的功能；5．在秒表計時模式時，可兼做比賽時間記錄表。第2章 系統(tǒng)方案設計方案一：MCU顯示通信接口PC鍵盤時鐘蜂鳴器復位晶振電源用單片機為核心完成多功能電子時鐘的各種功能，由時鐘芯片來提供及時方式，再通過蜂鳴器報時，通過鍵盤來定時，修改時間，實現(xiàn)秒表的啟停和存儲，通過顯示器來顯示時間。圖21 由單片機構(gòu)成的多功能電子時鐘框圖方案二：以FPGA為核心來實現(xiàn)多功能電子時鐘的功能，以模塊化，自上而下的方式來編寫程序，然后由時鐘芯片來提供及時方式，再通過蜂鳴器報時，鬧鐘，通過鍵盤來定時，修改時間，實現(xiàn)秒表的啟停和存儲，通過顯示器來顯示時間。FPGA顯示通信接口PC鍵盤時鐘蜂鳴器圖22 由FPGA構(gòu)成的多功能電子時鐘框圖 方案的選擇與論證 方案的比較與論證以上兩個方案都可以實現(xiàn)多功能電子時鐘的功能要求。方案二使用的是模塊化的編寫方法，外圍電路要求較簡單，不會因為掉電后重啟就需要重置信息，但是成本高，固化后難以修改。第3章 系統(tǒng)各模塊的硬件設計 單片機控制模塊單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設備。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。早期的單片機都是8位或4位的。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。隨著INTEL而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。當代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應用在全系列的單片機上。下面重點介紹STC89C52：STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。STC89C52RC單片機:8K字節(jié)程序存儲空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間；內(nèi)帶2K字節(jié)EEPROM存儲空間。單片機的最小系統(tǒng)如下圖所示,18引腳和19引腳接時鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,接上電容,電阻及開關(guān)后夠上電復位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端. 圖31為STC89C52的管腳圖。 電源（1） VCC—芯片電源，接5V；（2） VSS—接地端； 時鐘XTALXTAL2：晶體振蕩電路反相輸入和輸出端。(2) PSEN：外ROM讀選通信號。RST(Reset)功能：復位信號輸入端。(4)EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。 I/O線89C52共有4個8位并行I/O端口：P0口、P1口、P2口、P3 口，共32個引腳。P0：經(jīng)上拉電阻后作為液晶模塊的數(shù)據(jù)輸入端。沒有晶振，就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機就無法工作。單片機訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機器周期，這是一個時間基準。因為我們選擇了12MHZ晶振，它的時鐘周期是1／12us，它的一個機器周期是12(1／12)us，也就是1us。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。單片機系統(tǒng)的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位。電路如下圖33所示：圖33單片機復位電路DS1302是由美國DALLAS公司推出的一種低功耗、高性能的實時時鐘芯片，實時時鐘可提供年、月、日、時、分和秒的調(diào)整，一個月的30天與31天可以自動調(diào)整，且具有閏年的自動補償功能?！?。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄，因此廣范應用于多個領(lǐng)域。當Vcc2Vcc1+，由Vcc2向DS1302供電，當Vcc2 Vcc1時，由Vcc1向DS1302供電。引腳圖如下35所示：圖35 DS1302引腳圖圖36 DS1302內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖DS1302在每次進行讀、寫程序前都必須初始化，先把SCLK端置“0”，接著把RST端置“1”，最后才給予SCLK脈沖。對于位6，若對程序進行讀/寫時RAM=1，對時間進行讀/寫時，CK=0。位0是讀/寫操作位，進行讀操作時，該位為1；該位為0則表示進行的是寫操作。DS1302的日歷、時間寄存器內(nèi)容：“CH”是時鐘暫停標志位，當該位為1時，時鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當該位為0時，時鐘開始運行。當“WP”為1時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。表2為DS1302的控制字，此控制字的位7必須置1，若為0則不能把對DS1302進行讀寫數(shù)據(jù)。位1至位5指操作單元的地址?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出的?！癢P”是寫保護位，在任何的對時鐘和RAM的寫操作之前，WP必須為0。(1) DS1302的控制字節(jié)DS1302的控制字如表所示。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位0位到高位7。第二行分寄存器，bit0~bit6表示分鐘數(shù)，因采用BCD編碼，所以低四位最大能表示的數(shù)字為9，計數(shù)滿向高三位進1。第八行控制寄存器，bit7是寫保護位WP，當WP為1時，寫保護位可防止對任一寄存器的寫操作，在任何的對時鐘和RAM的寫操作之前，WP位必須為0 此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。 DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個RAM單元，共31個，每個單元組態(tài)為一個8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。大概要采用8個按鍵分別命名為K0到K7,K1鍵是每種模式的退出，然后都是正常顯示時鐘時間，K3進入校準模式，此時K4表示秒、分、時的切換。在正常顯示時間下，K2進入定時模式，K3顯示分，K4顯示時，KK6是時間的上下波動。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。電路如下38所示：圖38 液晶顯示電路 1602LCD的引腳功能 表33 LCD1602引腳接口說明表引腳符號引腳說明引腳符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極第1腳：VSS為地電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第15腳：背光源正極。 1602LCD的字符液晶字庫1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，如下表所示，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A” 。qXXXX0010⑶“2BRbr┌イツメβθXXXX0011⑷3CScs┘ゥテモε∞XXXX0100⑸$4DTdt\ェトャμ?XXXX0101⑹%5EUeuロォナュσoXXXX0110⑺amp。l|セシフヮ?ΠXXXX1101⑹=M]m}ユスヘソ?247。N^n→ヨセホハ241。 LCD1602基本操作時序如下表所示表35時序操作說明表操作輸入輸出讀狀態(tài)RS＝L，RW＝H，E＝HD0~D7＝狀態(tài)字寫指令RS＝L，RW＝L，D0~D7＝指令碼，E＝高脈沖無讀數(shù)據(jù)RS＝H，RW＝H，E＝HD0~D7＝數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)RS＝H，RW＝L，D0~D7＝數(shù)據(jù)，E＝高脈沖無 蜂鳴報警電路模塊設計當S8550三極管的基極為低電平時，三極管則導通，然后蜂鳴器的上端變?yōu)楦唠娖絼t可以進行整點報時。利用獨立式按鍵控制定時、校時、秒表功能設計，由時鐘電路提供計時方式，同時通過液晶顯示器顯示時間。電路的焊接并不是一次成功的，遇到的問題如下：（1）電路完成后，通過USB接通到電腦靠程序至單片機時發(fā)現(xiàn)單片機不能夠正常供電。（2）進入調(diào)時模式后測試發(fā)現(xiàn)時間經(jīng)過校準之后無法保存，退出之后，時間依然是剛剛上電初始化時的間。 軟硬件功能分析本次綜合實訓設計的多功能電子時鐘可以顯示年、月、日、時、分、秒，有整點報時，能夠快速校準全新的時間，有秒表計時功能并且可以記錄3組數(shù)據(jù)，功能介紹如下：（1） 正常顯示功能：將程序下載到單片機里后就會進入正常顯示，ZCXS就是表示正常顯示，模塊實物圖如下51所示：圖51 正常顯示（2） 校時功能： 當按下校時按鍵后就會顯示調(diào)節(jié)界面JaoZhun就是表示調(diào)節(jié)，進入后就可以調(diào)節(jié)年，在按一下校時按鍵就可以對月進行校時，以此類推，以此可以調(diào)節(jié)日、時、分、秒，實物圖如下圖52所示：圖52 時鐘校準（3） 秒表計時功能： 當按下進入校準模式按鍵后再按下進入按鍵就可以進入秒表計時界面，當按下記錄按鍵后則可以對時間進行記錄，依次按三次可以記錄三組數(shù)據(jù)實物圖如下圖53所示：圖53 秒表計時（4） 清零功能：進入秒表模式后，按下清零鍵（也是進入秒表的按鍵）后就會把當前計時的時間變?yōu)榱悴⑶野讶M記錄時間也清零，如下圖54所示：圖54 秒表清零 測試結(jié)果分析（1） 當硬件通電后，則LCD1602顯示器則會根據(jù)DS1302的初始化時間進行顯示并開始計時。選定所要調(diào)整的時間位后可以通過上調(diào)按鍵和下調(diào)按鍵進行校時，調(diào)好后可以按退出鍵，進入正常時間顯示模式（顯示之前校正好的時間）。第6章 總結(jié)與展望本設計主要是對多功能數(shù)字時鐘的秒、分、時、天、月、年、周，整點報時，定時鬧鐘等進行軟件仿真，并做出具體的實物，當然本設計要想運用于實際，還有好多方面需要進一步加強與改進，現(xiàn)在的電子時鐘具有顯示、校準、鬧鐘這些傳統(tǒng)機械時鐘所具有的功能，另外還具有正點音樂報時、溫濕度測量、秒表等新的功能，更加的使用并且生活化。相信在未來，數(shù)字鐘的運用還會更加的廣泛，更好的方便人們的生活。王開軍，姜宇柏.北京：機械工業(yè)出版社，2006.[8]儀器儀表用戶，2008.致謝四周的時間或長或短，這次綜合實訓是在俞洋老師的耐心指導下完成的。也許之前你并未做太多的準備，但是可以通過詢問和向別人請教，自己翻閱資料等方式去學會如何學習。其實在最后答辯的時候，老師問的有些問題，我其實理解內(nèi)容但卻不知道怎么回答，就像自己在之前面試的時候一樣，比較正式的場合讓自己緊張也影響了交流的過程，老師也教導了我應該多做準備，讓自己開始去習慣，這也讓我有所反思，希望能在以后慢慢改善。我會用我的努力回報學校，回報社會，創(chuàng)造出最大的自我價值。/*引腳定義*/sbit BusyFlag=P0^7。 //報警喇叭//LCD控制接口sbit E=P2^5。sbit RS=P2^7。sbit sclk=P3^2。//KEY輸入接口sbit KEY_OK=P1^0。sbit KEY_UP=P1^2。sbit KEY_DOWN=P1^4。sbit bit7=ACC^7。//顯示界面 LCD1602uchar LCD_4,LCD_3,LCD_2,LCD_1,LCD_0。 // code說明代碼存放的位置是在rom里面uchar code dot_tab[] =0112334456678899。 //LCD第一行顯示緩存數(shù)組uchar second_line[16]=Time : 11:13:25 。unsigned char shou1。uint dingshi_timer1。 //設定報警標志.uint dingshi_timer,dingshi_flag_up=0