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1、精品学习资源目 录摘要 11 方案论证 21.1 单片机芯片的挑选方案和论证 21.2 显示模块挑选方案和论证 21.3 时钟芯片的挑选方案和论证 31.4 电路设计最终方案打算 3 2 系统的硬件设计与实现 32.1 电路设计框图 32.2 系统硬件概述 32.3 主要单元电路的设计 42.3.1 单片机主掌握模块的设计 42.3.2 时钟电路模块的设计52.3.3 电路原理及说明 52.3.4 显示模块的设计 7 3 系统的软件设计 83.1 程序流程框图 8 4 测试与结果分析 104.1 硬件测试 104.2 软件测试 104.3 测试结果分析与结论 104.3.1 测试结果分析 10
2、4.3.2 测试结论 11 5 课设总结 12致谢 13参考文献 14附录一：系统电路图 15附录二：系统程序清单16欢迎下载精品学习资源摘 要随着科技的快速进展，时间的消逝, 至从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断争论，不断创新纪录；美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路DS130；它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，仍具有闰年补偿等多种功 能，而且 DS1302 的使用寿命长，误差小；对于数字电子万年历采纳直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，仍具有时间校准等功能；该电路采纳 AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V
3、 的低压工作，电压可选用 35V 电压供电；综上所述此万年历具有读取便利、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器外表的进展趋势，具有宽阔的市场前景；关键词:时钟电钟， DS1302，动态扫描，单片机欢迎下载精品学习资源1 方案论证1.1 单片机芯片的挑选方案和论证方案一:采纳 89C51 芯片作为硬件核心，采纳 Flash ROM，内部具有 4KB ROM储备空间 , 能于3V 的超低压工作 , 而且与 MCS-51系列单片机完全兼容 , 但是运用于电路设计中时由于不具备 ISP 在线编程技术 ,当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，
4、对芯片的多次拔插会对芯片造成肯定的损坏；方案二:采纳 AT89S52,片内 ROM全都采纳 Flash ROM；能以 3V 的超底压工作；同时也与 MCS- 51 系列单片机完全该芯片内部储备器为8KB ROM储备空间，同样具有 89C51 的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏, 所以挑选采纳 AT89S52作为主掌握系统；1.2 显示模块挑选方案和论证方案一：采纳 LED 数码管动态扫描 ,LED 数码管价格适中 , 对于显示数字合适 , 采纳动态扫描法与单片机连接时 , 虽然
5、占用的单片机口线少，但连线仍需要花费一点时间，所以也不用此种作为显示；方案二：采纳点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合 , 如采纳在显示数字显得太铺张 , 且价格也相对较高 , 所以也不用此种作为显示；方案三：采纳 LCD 液晶显示屏 , 液晶显示屏的显示功能强大 , 可显示大量文字 , 图形, 显示多样 , 清楚可见 , 并且我做的最小系统上带一个TS1620-1, 和 AT89S52 已经接好，省了很多麻烦，所以在此设计中采纳 LCD液晶显示屏；欢迎下载精品学习资源1.3 时钟芯片的挑选方案和论证方案一：直接采纳单片机定时计数器供应秒信号，使用程
6、序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数；采纳此种方案虽然削减芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大, 所以不采纳此方案；方案二：采纳 DS1302时钟芯片实现时钟， DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年进行计数，而且精度高 , 位的 RAM做为数据暂存区，工作电压2.5V 5.5V 范畴内， 2.5V 时耗电小于 300nA；1.4 电路设计最终方案打算综上各方案所述 , 对此次作品的方案选定 :采纳 AT89S52 作为主掌握系统； DS1302供应时钟； LCD液晶显示屏作为显示；2 系统的硬件设计与实现2.1 电路设计框图欢迎下载精品学习资源
7、LCD液晶显示屏 显示模块DS1302 时钟模块AT89S52主掌握模块键盘模块欢迎下载精品学习资源图 1 系统原理图2.2 系统硬件概述本电路是由 AT89S52 单片机为掌握核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V 超低欢迎下载精品学习资源压工作；时钟电路由 DS1302供应，它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路， 它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V 5.5V ；采纳三线接口与 CPU 进行同步通信，并可采纳突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM数据； DS1302内部有一个 31*8 的用于暂时性存放数据的 RAM寄存器；可
8、产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动储存功能；温度的采集由DS18B20构成；显示部份由 LCD 液晶显示屏显示；2.3 主要单元电路的设计2.3.1 单片机主掌握模块的设计AT89S52单片机为 40 引脚双列直插芯片 , 有四个 I/O 口 P0,P1,P2,P3, MCS-51 单片机共有4 个 8 位的 I/O 口P0、P1、P2、P3），每一条 I/O 线都能独立地作输出或输入；单片机的最小系统如下图所示,18 引脚和 19 引脚接时钟电路 ,XTAL1 接外部晶振和微调电容的一端 , 在片内它是振荡器倒相放大器的输入 ,XTAL2
9、 接外部晶振和微调电容的另一端, 在片内它是振荡器倒相放大器的输出；第9 引脚为复位输入端 , 接上电容 , 电阻及开关后够上电复位电路 ,20 引脚为接地端 ,40 引脚为电源端；如图 2 所示：图 2 主掌握系统欢迎下载精品学习资源2.3.2 时钟电路模块的设计图.3 示出 DS1302的引脚排列，其中 Vcc1 为后备电源， Vcc2 为主电源；在主电源关闭的情形下，也能保持时钟的连续运行；DS1302由 Vcc1 或 Vcc2 两者中的较大者供电；当 Vcc2 大于 Vcc1+0.2V 时， Vcc2 给 DS1302供电；当 Vcc2 小于 Vcc1 时， DS1302由 Vcc1
10、供电； X1 和 X2 是振荡源，外接 32. KHz晶振； RST是复位 / 片选线，通过把 RST输入驱动置高电平来启动全部的数据传送；RST 输入有两种功能：第一， RST 接通掌握规律，答应地址 / 命令序列送入移位寄存器；其次，RST 供应终止单字节或多字节数据的传送手段；当 RST为高电平常，全部的数据传送被初始化，答应对DS1302进行操作；假如在传送过程中RSTS置为低电平，就会终止此次数据传送， I/O引脚变为高阻态；上电动行时，在 Vcc 大于等于 2.5V 之前， RST必需保持低电平；中有在SCLK为低电平常，才能将 RST置为高电平， I/O 为串行数据输入端 时钟芯
11、片 DS1302的工作原理：DS1302在每次进行读、写程序前都必需初始化，先把SCLK端置 “ 0”，接着把 RST 端置“ 1”，最终才赐予 SCLK脉冲；读 / 写时序如下图 4 所示； DS1302的掌握字的位 7 必需置 1，如为 0 就不能把对 DS1302 进行读写数据；对于位6，如对程序进行读 / 写时欢迎下载精品学习资源RAM=，1 对时间进行读 / 写时， CK=0，位 1 至位 5 指操作单元的地址；位0 是读/ 写操作位，进行读操作时，该位为 1；该位为 0 就表示进行的是写操作；掌握字节总是从最低位开头输入 / 输出的；表 .2为 DS1302 的日历、时间寄存器内容
12、：“CH”是时钟暂停标志位，当该位为 1 时，时钟振荡器停止， DS1302处于低功耗状态；当该位为0 时，时钟开头运行；“ WP”是写爱护位，在任何的对时钟和RAM的写操作之前， WP必需为 0；当 “ WP”为 1 时，写爱护位防止对任一寄存器的写操作；2 DS1302 的掌握字节：DS1302 掌握字节的高有效位 位 7）必需是规律 1，假如它为 0，就不能把数据写入DS1302中，位 6 假如 0，就表示存取日历时钟数据，为1 表示存取 RAM数据；位 5 至位 1 指示操作单元的地址；最低有效位 数据输入输出 DS1302 的寄存器DS1302有 12 个寄存器，其中有 7 个寄存器
13、与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式；此外， DS1302 仍有年份寄存器、掌握寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等；时钟突发寄存器可一次性次序读写除充电寄存器外的全部寄存器内容； DS1302 与 RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共 31 个，每个单元组态为一个 8 位的字节，其命令掌握字为C0HFDH，其中奇数为读操作，偶数为写操 作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写全部的RAM的 31 个字节，命令掌握字为 FEH写、FFH读；欢迎下载精品学习资源2.3.4 显示模块的设计如图.4 为 LCD显示模块，和最小系统上的连
14、线一样，无需修改；图-4 LCD 液晶显示屏显示模块欢迎下载精品学习资源3 系统的软件设计3.1 程序流程框图开头初始化读日期、时间写日期、时间显示子程序开关掌握子程序日期修改子程序时间修改子程序显示结果返回图 5 主程序流程图欢迎下载精品学习资源图 6 时间调整程序流程图欢迎下载精品学习资源4 测试与结果分析4.1 硬件测试电子万年历的电路系统较大，对于焊接方面更是不行轻视，巨大的电路系统中只要出于一处的错误，就会对检测造成很大的不便，而且电路的交线较多，对于各种锐利的引脚要留意处理，否就会刺破带有包皮的导线，就会对电路造成短路现象；在本成电子万年历的设计调试中遇到了很多的问题；回想这些问题
15、只要仔细多摸索都是可以防止的，以下为主要的问题：） LCD液晶显示屏显示部分已经连在最小系统上，节约了不少时间和精力；2）对万年历修改时间或日期时，有时LCD液晶显示屏被屏蔽掉，造成不亮现象； 解决：依据仪器的测试，发觉电路的驱动才能不足，最终在DS1302 时钟芯片的/CS、SCLK、RET 端接入 5.1K 的上拉电阻后 , 电路的驱动才能才能满意，即可解决不亮现象；4.2 软件测试电子万年历是多功能的数字型，可以看当前日期, 时间；电子万年历功能很多，所以对于它的程序也较为复杂 , 所以在编写程序和调试时显现了相对较多的问题；最终经过多次的模块子程序的修改，一步一步的完成，最终解决了软件
16、；在软件的调试过程中遇到的主要问题是：1. 烧入程序后， LCD液晶显示屏显示亮度不好；解决：一遍旋转 10K 欧的滑动变阻器，一遍观看LCD显示屏，知道看到合适的亮度为止；4.3 测试结果分析与结论4.3.1 测试结果分析1. 在测试中遇到 LCD 液晶显示屏为不显示时 , 第一使用试测仪对电路进行测试, 观看是否存在漏焊 , 虚焊, 或者元件损坏，滑动变阻器器没有调好：查看烧写的程序是否正确无误，对程序进行仔细修改；欢迎下载精品学习资源4.3.2 测试结论经过多次的反复测试与分析 , 可以对电路的原理及功能更加熟识 , 同时提高了设计才能与及对电路的分析才能；同时在软件的编程方面得到更到的
17、提高 , 对编程才能得到加强， 同时对所学的学问得到很大的提高与巩固；欢迎下载精品学习资源5 课设总结在整个设计过程中，充分发挥人的主观能动性，自主学习，学到了很多没学到的学问；较好的完成了作品，达到了预期的目的，完了最初的设想；在电路焊接时虽然没什么大问题，但从中也知道了焊接在整个作品中的重要性，电路工程量大，不能心急，一个个渐渐来不能急于求成；反而达到事半功倍的成效；对电路的设计、布局要先有一个好的构思，才显得电路板美观、大方；程序编写中，由于思路不清楚，开头时遇到了很多的问题，经过静下心来摸索，和同组员的争论，理清了思路，反而得心应手；在此次设计中，知道了做凡事要有一颗平常的心，不要想着
18、走捷径，一步一脚印；也练就了我们的耐心，做什么事都在有耐心；此次竞赛中学到了很多很多东西，这是最重要的；总之，此次课设使我的才能得到了全方位的提高；欢迎下载精品学习资源致 谢感谢学院给我供应了一个呈现自己的舞台，给我一次难得煅炼的机会，使得我的动手才能和专业技能都有了很大的提高；在做课设的日子里得到了陈老师王老师的尽心指导，在此向他们致以真诚的谢意；感谢供应相关技术帮忙的老师和同学，你们的支持和勉励使我们对这次的作品完成有了信心和动力，也给了我们很多无私的帮忙和支持，我们在此深表谢意；欢迎下载精品学习资源参考文献1 刘勇 编 数字电路 电子工业出版社 20042 陈正振 编 电子电路设计与制作
19、 广西交通职业技术学院信息工程系20073 杨子文 编 单片机原理及应用 西安电子科技高校出版社 20064 王法能 编 单片机原理及应用 科学出版社 2004欢迎下载精品学习资源附录一：系统电路图欢迎下载精品学习资源附录二：系统程序清单#include #include /#include LCD1602.h/#include DS1302.h #define uint unsigned int #define uchar unsigned charsbitDS1302_CLK = P17；/实时时钟时钟线引脚sbitDS1302_IO = P16；/实时时钟数据线引脚sbitDS1302_
20、RST = P15；/实时时钟复位线引脚sbitACC0 = ACC0；sbitACC7 = ACC7；char hide_sec,hide_min,hide_hour,hide_day,hide_week,hide_month,hide_year； /秒 , 分, 时到日, 月, 年位闪的计数sbit Set = P20；/模式切换键sbit Up = P21；/加法按钮sbit Down = P22；/减法按钮sbit out = P23；/马上跳出调整模式按钮char done,count,temp,flag,up_flag,down_flag；uchar TempBuffer5,wee
21、k_value2；void show_time； /液晶显示程序/*1602液晶显示部分子程序 */Port Definitions* sbit LcdRs= P25 ；sbit LcdRw= P26 ；sbit LcdEn= P27 ；sfr DBPort= 0x80 ；/P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口/ 内部等待函数 * unsigned char LCD_Waitvoid欢迎下载精品学习资源LcdRs=0 ；LcdRw=1；_nop_ ；LcdEn=1；_nop_ ；LcdEn=0；return DBPort；/ 向 LCD写入命令或数据 *#d
22、efine LCD_COMMAND0/ Command#define LCD_DATA1/ Data#define LCD_CLEAR_SCREEN0x01/清屏#define LCD_HOMING0x02/光标返回原点void LCD_Writebit style, unsigned char inputLcdEn=0 ；LcdRs=style；LcdRw=0；_nop_ ；DBPort=input；_nop_ ；/留意次序LcdEn=1；_nop_ ；/ 留意次序LcdEn=0；_nop_ ；LCD_Wait ；/ 设置显示模式 *#define LCD_SHOW0x04/显示开#defi
23、ne LCD_HIDE#define LCD_CURSOR0x000x02/显示关显示光标#define LCD_NO_CURSOR#define LCD_FLASH0x000x01/无光标光标闪动#define LCD_NO_FLASH0x00/光标不闪动void LCD_SetDisplayunsigned char DisplayModeLCD_WriteLCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode ；/ 设置输入模式 *#define LCD_AC_UP0x02#define LCD_AC_DOWN0x00/ default#define LCD_MOVE0x01/画面可
24、平移#define LCD_NO_MOVE0x00/defaultvoid LCD_SetInputunsigned char InputModeLCD_WriteLCD_COMMAND, 0x04|InputMode ；/ 初始化 LCD*欢迎下载精品学习资源void LCD_InitialLcdEn=0 ；LCD_WriteLCD_COMMAND,0x38；/8位数据端口 ,2 行显示 ,5*7点阵LCD_WriteLCD_COMMAND,0x38；LCD_SetDisplayLCD_SHOW|LCD_NO_CURSO；R /开启显示 ,无光标LCD_WriteLCD_COMMAND,LC
25、D_CLEAR_SCRE；EN/清屏LCD_SetInputLCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE；/AC递增,画面不动 / 液晶字符输入的位置 * void GotoXYunsigned char x, unsigned char yify=0LCD_WriteLCD_COMMAND,0x80|x ；ify=1LCD_WriteLCD_COMMAND,0x80|x-0x40；/ 将字符输出到液晶显示void Printunsigned char *strwhile*str.=0LCD_WriteLCD_DATA,*str； str+ ；/*DS1302时钟部分子程序 */ typedef
26、 structSYSTEMTIME unsigned char Second；unsigned char Minute；unsigned char Hour；unsigned char Week；unsigned char Day；unsigned char Month；unsigned char Year；unsigned char DateString11；unsigned char TimeString9；SYSTEMTIME； / 定义的时间类型SYSTEMTIME CurrentTime；欢迎下载精品学习资源#define AMXX#define PMXX+12/转成 24 小时制#
27、define DS1302_SECOND0x80/时钟芯片的寄存器位置, 存放时间#define DS1302_MINUTE0x82#define DS1302_HOUR0x84#define DS1302_WEEK0x8A#define DS1302_DAY0x86#define DS1302_MONTH 0x88#define DS1302_YEAR0x8Cvoid DS1302InputByteunsigned char d/ 实时时钟写入一字节 内部函数 unsigned char i；ACC = d ； fori=8； i0 ； i-DS1302_IO = ACC0；/ 相当于汇编中
28、的 RRC DS1302_CLK = 1； DS1302_CLK = 0 ； ACC = ACC 1 ； unsigned char DS1302OutputBytevoid/ 实时时钟读取一字节 内部函数 unsigned char i； fori=8； i0 ； i- ACC = ACC 1；/ 相当于汇编中的 RRC ACC7 = DS1302_IO； DS1302_CLK = 1 ；DS1302_CLK = 0； returnACC； void Write1302unsigned char ucAddr, unsigned char ucDa/ucAddr:DS1302地 址 , uc
29、Data:要写的数据 DS1302_RST = 0 ；DS1302_CLK = 0；DS1302_RST = 1；DS1302InputByteucAddr；/地址，命令DS1302InputByteucDa；/写 1Byte 数据DS1302_CLK = 1；DS1302_RST = 0； unsigned char Read1302unsigned char ucAddr/ 读取 DS1302某地址的数据 unsigned char ucData；欢迎下载精品学习资源DS1302_RST = 0 ；DS1302_CLK = 0 ；DS1302_RST = 1 ；DS1302InputByt
30、eucAddr|0x01；/地址，命令ucData = DS1302OutputByte；/读 1Byte 数据DS1302_CLK = 1；DS1302_RST = 0；returnucData；void DS1302_GetTimeSYSTEMTIME *Time /猎取时钟芯片的时钟数据到自定义的结构型数组unsigned char ReadValue；ReadValue = Read1302DS1302_SECOND；Time-Second = ReadValue&0x704*10 + ReadValue&0x0FReadValue = Read1302DS1302_MINUTE ；T
31、ime-Minute = ReadValue&0x704*10 + ReadValue&0x0F；ReadValue = Read1302DS1302_HOUR；Time-Hour = ReadValue&0x704*10 + ReadValue&0x0F；ReadValue = Read1302DS1302_DAY ；Time-Day = ReadValue&0x704*10 + ReadValue&0x0F；ReadValue = Read1302DS1302_WEEK；Time-Week = ReadValue&0x704*10 + ReadValue&0x0FReadValue = R
32、ead1302DS1302_MONTH；Time-Month = ReadValue&0x704*10 + ReadValue&0x0F；ReadValue = Read1302DS1302_YEAR ；Time-Year = ReadValue&0x704*10 + ReadValue&0x0F；void DateToStrSYSTEMTIME *Time组里 DateString/将时间年 , 月, 日, 星期数据转换成液晶显示字符串, 放到数ifhide_year/这里的 if,else语句都是判定位闪耀 ,2 就不显示 , 输出字符串为 2007/07/22Time-DateStrin
33、g0 = 2；欢迎下载精品学习资源Time-DateString1 = 0；Time-DateString2 = Time-Year/10 + 0；Time-DateString3 = Time-Year%10 + 0；else Time-DateString0 = ； Time-DateString1 = ；Time-DateString2 = ； Time-DateString3 = ；Time-DateString4 = /；ifhide_monthTime-DateString5 = Time-Month/10 + 0；Time-DateString6 = Time-Month%10
34、+ 0；else Time-DateString5 = ； Time-DateString6 = ；Time-DateString7 = /；ifhide_dayTime-DateString8 = Time-Day/10 + 0；Time-DateString9 = Time-Day%10 + 0；elseTime-DateString8 = ； Time-DateString9 = ； ifhide_weekweek_value0 = Time-Week%10 + 0； /星期的数据另外放到week_value数组里 ,跟年 , 月, 日的分开存放 , 由于等一下要在最终显示 else w
35、eek_value0 = ； week_value1 = 0；Time-DateString10 = 0； /字符串末尾加 0 ,判定终止字符 voidTimeToStrSYSTEMTIME *Time/将 时 , 分 , 秒 数 据 转 换 成 液 晶 显 示 字 符 放 到 数 组TimeString；ifhide_hour Time-TimeString0 = Time-Hour/10 + 0；Time-TimeString1 = Time-Hour%10 + 0；else Time-TimeString0 = ；Time-TimeString1 = ；Time-TimeString2
36、= :；ifhide_min Time-TimeString3 = Time-Minute/10 + 0；欢迎下载精品学习资源Time-TimeString4 = Time-Minute%10 + 0；else Time-TimeString3 = ；Time-TimeString4 = ； Time-TimeString5 = :；ifhide_secTime-TimeString6 = Time-Second/10 + 0；Time-TimeString7 = Time-Second%10 + 0；elseTime-TimeString6 = ；Time-TimeString7 = ； T
37、ime-DateString8 = 0；void Initial_DS1302void/时钟芯片初始化unsigned char Second=Read1302DS1302_SECOND；ifSecond&0x80/判定时钟芯片是否关闭Write13020x8e,0x00； /写入答应Write13020x8c,0x07； /以下写入初始化时间日期 :07/07/25.星期 : 3.时间: 23:59:55Write13020x88,0x07；Write13020x86,0x25；Write13020x8a,0x07Write13020x80,0x55；Write13020x84,0x23；W
38、rite13020x8e,0x80；Write13020x82,0x59； /禁止写入 ；void Delay1msunsigned int countunsigned int i,j；fori=0；iforj=0；j ；/* 延时子程序 */void mdelayuint delayuint i；for；delay0 ；delay-fori=0； i /1ms延时 . ；void outkey/跳出调整模式 , 返回默认显示 uchar Second；ifout=0 mdelay8； count=0 ；hide_sec=0,hide_min=0,hide_hour=0,hide_day=0,hide_week=0,hide_month=0,hide_year=0；Second=Read1302DS1302_SECOND；Write13020x8e,0x00； /写入答应Write13020x80,Second&0x7f；欢迎下载精品学习资源Write13020x8E,0x80；/禁止写入done=0；whileout=0； /void Upkey/升序按键Up=1 ；ifUp=0mdelay8 ；switchcountcase 1:temp=Read1302DS1302_SECOND；/读取秒数temp=temp+1 ； /秒数加 1up_