基于51單片機(jī)電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)本科學(xué)位論文

PAGEPAGE42單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告項(xiàng)目（03）：數(shù)字電子時(shí)鐘（LCD顯示）學(xué)號(hào)：姓名： 2016年4月30日目錄TOC\o"1-3"\h\u3383設(shè)計(jì)要求 36977設(shè)計(jì)原理 421910一．軟件介紹 480421.1Proteus簡(jiǎn)介 494411.2Keil簡(jiǎn)介 517239二、設(shè)計(jì)電路圖 552092.1AT89C51單片機(jī): 6126322.1.1.單片機(jī)的引腳功能 610939三．DS1302實(shí)時(shí)模塊 631053.1時(shí)鐘芯片DS1302的工作原理 6814四．實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 7123五．程序設(shè)計(jì) 811975.1DS1302時(shí)鐘程序流程 8229045.2LCD顯示程序流程 821383六．Proteus仿真電路圖 922635七，部分源程序 103282八．設(shè)計(jì)總結(jié) 12設(shè)計(jì)要求以AT89C51單片機(jī)為核心的時(shí)鐘，在LCD顯示器上顯示當(dāng)前的時(shí)間：使用字符型LCD顯示器顯示當(dāng)前時(shí)間。顯示格式為“時(shí)時(shí)：分分：秒秒”。用4個(gè)功能鍵操作來(lái)設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。功能鍵K1～K4功能如下。*K1—進(jìn)入設(shè)置現(xiàn)在的時(shí)間。*K2—設(shè)置小時(shí)。*K3—設(shè)置分鐘。*K4—確認(rèn)完成設(shè)置。程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動(dòng)，表示程序開(kāi)始執(zhí)行，LCD顯示“00：00：00”，然后開(kāi)始計(jì)時(shí)。設(shè)計(jì)原理題目難點(diǎn)在于鍵盤的指令輸入，由于每個(gè)按鍵都具有相應(yīng)的一種或多種功能，程序中需要大量使用do{}while或while{}循環(huán)結(jié)構(gòu)，以檢測(cè)是否有按鍵按下。電子時(shí)鐘一共有4個(gè)按鍵，一個(gè)進(jìn)入調(diào)時(shí)模式的按鍵、一個(gè)選擇調(diào)整時(shí)間的位置的鍵、一個(gè)加、一個(gè)減。進(jìn)入調(diào)時(shí)模式時(shí)時(shí)間不在走動(dòng)可以調(diào)整日期時(shí)間和星期。電路原理設(shè)計(jì)是基于小系統(tǒng)包括電源電路、復(fù)位電路、按鍵電路、時(shí)鐘電路、輸出控制電路。一．軟件介紹1.1Proteus簡(jiǎn)介Proteus軟件是英國(guó)Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。1.2Keil簡(jiǎn)介2009年月發(fā)布KeilμVision4，KeilμVision4引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開(kāi)發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器，并提供了視覺(jué)上的表面對(duì)窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個(gè)窗口，提供一個(gè)整潔，高效的環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。2011年3月ARM公司發(fā)布最新集成開(kāi)發(fā)環(huán)境RealViewMDK開(kāi)發(fā)工具中集成了最新版本的KeiluVision4，其編譯器、調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)與ARM器件的最完美匹配。二、設(shè)計(jì)電路圖硬件控制電路主要用了AT89C51芯片處理器、1602LCD顯示器、DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘。根據(jù)各自芯片的功能互相連接成電子時(shí)鐘的控制電路。2.1AT89C51單片機(jī):本系統(tǒng)采用的是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)，首先我們來(lái)熟悉一下AT89C51單片機(jī)的外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2.1.1.單片機(jī)的引腳功能AT89C51單片機(jī)有40個(gè)引腳。Vcc：電源電壓+5VGND：接地P0、P1、P2、P3口三．DS1302實(shí)時(shí)模塊3.1時(shí)鐘芯片DS1302的工作原理DS1302在每次進(jìn)行讀、寫(xiě)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；讀/寫(xiě)時(shí)序如下圖所示。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(duì)DS1302進(jìn)行讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。對(duì)于位6，若對(duì)程序進(jìn)行讀/寫(xiě)時(shí)RAM=1，對(duì)時(shí)間進(jìn)行讀/寫(xiě)時(shí)，CK=0。位1至位5指操作單元的地址。位0是讀/寫(xiě)操作位，進(jìn)行讀操作時(shí)，該位為1；該位為0則表示進(jìn)行的是寫(xiě)操作。控制字節(jié)總是從最低位開(kāi)始輸入/輸出的。表-1DS1302的控制字格式RAMRD1A4A3A2A1A0/CK/WR3數(shù)據(jù)輸入輸出（I/O）：在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開(kāi)始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。四．實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)DS1302與單片機(jī)的連接，其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。五．程序設(shè)計(jì)5.1DS1302時(shí)鐘程序流程流程圖分析：DS1302開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，首先進(jìn)行初始化，當(dāng)有中斷信號(hào)時(shí)，讀取時(shí)鐘芯片的時(shí)間數(shù)據(jù)送入液晶顯示。這時(shí)若有設(shè)置鍵按下，進(jìn)行時(shí)間修改，完成后將時(shí)間數(shù)據(jù)送入1302芯片，若沒(méi)有按鍵按下，直接送入EPROM中，送入液晶顯示。5.2LCD顯示程序流程流程圖分析如下：首先對(duì)1602顯示屏進(jìn)行初始化（初始化大約持續(xù)10ms），然后檢查忙信號(hào)，若BF=0，則獲得顯示RAM地址，寫(xiě)入相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示。若BF=1，則代表模塊正在進(jìn)行內(nèi)部操作，不接受任何外部指令和數(shù)據(jù)，直到BF=0為止。六．Proteus仿真電路圖Proteus運(yùn)行圖:七，部分源程序#include<reg51.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharuchara,miao,shi,fen,ri,yue,nian,week,key1n,temp;#defineyh0x80#defineer0x80+0x40sbitrs=P2^6;sbiten=P2^7;sbitrw=P2^5;sbitIO=P3^4;sbitSCLK=P3^6;sbitRST=P3^5;sbitACC0=ACC^0;sbitACC7=ACC^7;sbitkey1=P2^0;sbitkey2=P2^1;sbitkey3=P2^2;ucharcodetab1[]={"20--"};ucharcodetab2[]={"::"};voiddelay(uintxms){uintx,y;for(x=xms;x>0;x--)for(y=120;y>0;y--);}voidwrite_1602com(ucharcom){rs=0;rw=0;P0=com;delay(1);en=1;delay(1);en=0;}voidwrite_1602dat(uchardat){rs=1;rw=0;P0=dat;delay(1);en=1;delay(1);en=0;八．設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過(guò)幾天不懈的努力終于完成了設(shè)計(jì)。通過(guò)這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，使我在理論課程的基礎(chǔ)上對(duì)單片機(jī)有了更進(jìn)一步的了解。雖然還有很多有關(guān)單片機(jī)的應(yīng)用有待學(xué)習(xí)，但萬(wàn)變不離其宗，只要深入了解單片的原理，全部知識(shí)點(diǎn)，各個(gè)細(xì)節(jié)。有了老師在實(shí)驗(yàn)室給我們的講解和平時(shí)每次的作業(yè)練習(xí)使我有了一定的基礎(chǔ)來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。剛開(kāi)始時(shí)我在整體思路模糊的情況下，不知道從什么地方入手。通過(guò)在網(wǎng)上查找資源有了初步的構(gòu)想。隨著知識(shí)的積累，我對(duì)電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方案已經(jīng)慢慢醞釀而成。有了方向和不少知識(shí)儲(chǔ)備后，就開(kāi)始了我的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)是我們遇到過(guò)的較大的設(shè)計(jì)，所以遇到的問(wèn)題也比較的多，尤其是以前沒(méi)有接觸過(guò)如此復(fù)雜的硬件電路以及軟件編程，學(xué)習(xí)到了不少的專業(yè)知識(shí)。各個(gè)模塊可以在軟件或者硬件上實(shí)現(xiàn)。在確保各個(gè)模塊的硬件電路和與之相搭配的程序能夠正常工作后在把它們組成一個(gè)系統(tǒng)。在今后的日子里，我會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)自己的動(dòng)手能力，豐富自己的知識(shí)面