數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第36頁(yè)/共36頁(yè) 課程設(shè)計(jì)(論文)說明書題 目： 數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì) 院 （系）： * 專 業(yè)： * 學(xué)生姓名： * 學(xué) 號(hào)： * 指導(dǎo)教師： * 職 稱： 副教授 20*年 * 月 * 日摘 要時(shí)鐘的工作原理很簡(jiǎn)單，由秒，分，時(shí)三位構(gòu)成。進(jìn)行六十秒進(jìn)一分，六十分進(jìn)一小時(shí)，二十四小時(shí)為一個(gè)大的系統(tǒng)工作周期，即為一天。在進(jìn)位的問題上可考慮對(duì)本位采用反饋清零法，秒，分十位周期為六，作為進(jìn)位周期。主要問題是秒信號(hào)的選擇上，采用晶振分頻的方法得到穩(wěn)定高精度的秒脈沖信號(hào)，本系統(tǒng)的門電路全部采用低功耗，穩(wěn)定性好的ttl門電路，從而使整個(gè)系統(tǒng)的精度得到提高。校時(shí)和報(bào)時(shí)電

2、路分別由stc89c53和ds1302定時(shí)正當(dāng)系統(tǒng)構(gòu)成，校時(shí)電路采用手動(dòng)脈沖校時(shí)法，報(bào)時(shí)電路的報(bào)時(shí)信號(hào)由分十位進(jìn)位信號(hào)提供。關(guān)鍵詞：ttl；stc89c32；ds1302；lcd1602 。abstract：the working principle of the clock is very simple, by seconds, minutes, when the three pose. carried out in a sub-60 seconds, six very into one hour, round-the-clock system for a large duty cycle,

3、 which is one day. in the binary may consider the issue of feedback on the use of zero-based method, seconds, 10 cycles at six, as a binary cycle. the main problem in choosing the second signal, using the method of crystal frequency stable high-precision pulse signal, the gate circuit, so that the a

4、ccuracy of the entire system be improved. time and stc89c53, respectively, and ds1302 from time to time constitutes a legitimate system, school fast circuit law school, the newspaper of the time signals from the circuit 10 minutes into the digital signal to provide.keywords：ttl，stc89c32，ds1302，lcd16

5、02.引言41 設(shè)計(jì)方案41.1 數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)分析41.2 設(shè)計(jì)要求52 硬件電路設(shè)計(jì)52.1 stc單片機(jī)主控電路52.1.1 stc89c52rc單片機(jī)介紹52.1.2 stc89c5管腳說明62.1. 主系統(tǒng)電路圖92.2 ds1302時(shí)鐘源92.2.1 ds1302的結(jié)構(gòu)及工作原理102.2.2 引腳功能及結(jié)構(gòu)102.2.3 ds1302的控制字節(jié)112.2.4 數(shù)據(jù)輸入輸出(i/o)112.2.5 ds1302的寄存器112.2.6 ds1302與cpu的連接122.2.7 ds1302硬件電路122.3 lcd1602顯示電路132.3.1 管腳功能132.3.2 lcd1602的

6、特性132.3.3 指令集132.3.4 lcd1602特性及應(yīng)用142.3.5 lcd1602操作控制142.3.6 lcd1602電路142.4 蜂鳴器報(bào)時(shí)電路152.5 按鍵電路153 整體電路圖154 程序設(shè)計(jì)164.1 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容164.2 程序流程圖164.3 c語(yǔ)言源程序175 結(jié)論17謝 辭18參考文獻(xiàn)19附 錄 一20附 錄 二20引言時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣。怎樣讓時(shí)鐘更好的為人民服務(wù),這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型時(shí)鐘?，F(xiàn)今，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，

7、由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用led顯示器代替顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)，分，秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對(duì)，片選的靈活性好。時(shí)鐘電路在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時(shí)鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)時(shí)鐘，即定時(shí)時(shí)間，它通常有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是用軟件實(shí)現(xiàn)，即用單片機(jī)內(nèi)

8、部的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，但誤差很大，主要用在對(duì)時(shí)間精度要求不高的場(chǎng)合；二是用專門的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)，在對(duì)時(shí)間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法。考慮到精度所需和上電自動(dòng)同步時(shí)間，設(shè)計(jì)中用到了專門的時(shí)鐘芯片ds1302。stc單片機(jī)上電后，不停讀取ds1302，獲得時(shí)間信息，控制lcd1602顯示出來。時(shí)間設(shè)置時(shí)，當(dāng)按下確定的時(shí)刻，單片機(jī)寫ds1302，修改ds1302的當(dāng)前時(shí)間，完成時(shí)間設(shè)置。1 設(shè)計(jì)方案1.1 數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)分析采用stc單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器定時(shí)產(chǎn)生時(shí)分秒，程序簡(jiǎn)單，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是精度太低，同時(shí)，精度會(huì)受到環(huán)境的影響嚴(yán)重。同時(shí)，每次開機(jī)時(shí)間都會(huì)復(fù)位，就算加上外部存儲(chǔ)器，時(shí)

9、時(shí)存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)間，開機(jī)后讀到的是關(guān)機(jī)時(shí)的時(shí)間，因此，不實(shí)用，電路也變得復(fù)雜了。因此，選擇專門的時(shí)鐘芯片更加合理。時(shí)間顯示部分用數(shù)碼管顯示，原理簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但是pcb布線復(fù)雜，同時(shí)顯示內(nèi)容受到很大限制，用lcd1602液晶顯示，可實(shí)現(xiàn)顯示的多樣化和人性化。同時(shí)，用lcd1602液晶顯示可以提升電路系統(tǒng)的檔次。1.2 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘，能顯示時(shí)分秒，并且能夠修改設(shè)定時(shí)間，同時(shí)具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。stc單片機(jī)做為系統(tǒng)核心模塊，控制lcd1602液晶顯示、讀寫時(shí)鐘源芯片、報(bào)警電路，并能支持按鍵。lcd1602液晶能夠清晰準(zhǔn)確的顯示時(shí)間，不能閃爍，亂碼和出現(xiàn)鬼影。ds1302時(shí)鐘源產(chǎn)生的時(shí)間必

10、須得準(zhǔn)確，讀取時(shí)鐘信息時(shí)，不能出現(xiàn)亂碼，當(dāng)然也不能出現(xiàn)錯(cuò)誤。電調(diào)后，時(shí)鐘源應(yīng)該能夠保持時(shí)間更新，開機(jī)后能自動(dòng)顯示更新的時(shí)間，并且掉電保持時(shí)間應(yīng)該盡可能的長(zhǎng)久。整點(diǎn)報(bào)時(shí)要準(zhǔn)確，報(bào)時(shí)時(shí)蜂鳴器聲音要足夠響亮，并且能人工終止報(bào)時(shí)。按鍵要靈敏，按鍵消抖要做得比較好，不能出現(xiàn)連續(xù)按的情況。程序下載要穩(wěn)定，以便調(diào)試程序，同時(shí)電路布局要合理大方，元件布局要美觀。對(duì)于程序，代碼要簡(jiǎn)短，但是容易讀懂，最好標(biāo)寫好注釋，軟件實(shí)現(xiàn)的功能要齊全，同時(shí)要模塊化，方便調(diào)試和移植。2 硬件電路設(shè)計(jì)本課題主要分個(gè)模塊：stc單片機(jī)主控電路、ds1302時(shí)鐘源、lcd1602時(shí)間顯示、蜂鳴器報(bào)時(shí)電路、按鍵電路以及串口等電路。下面將

11、依次對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行說明。2.1 stc單片機(jī)主控電路2.1.1 stc89c52rc單片機(jī)介紹stc89c52rc單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。主要特征：1. 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.2. 工作電壓：5.5v3.3v（5v單片機(jī)）/3.8v2.0v（3v單片機(jī)）3. 工作頻率范圍：040mhz，相當(dāng)于普通8051的080mhz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48mhz4. 用戶應(yīng)用程序空間為8k字節(jié)5. 片上集成5

12、12字節(jié)ram6. 通用i/o口（32個(gè)），復(fù)位后為：p1/p2/p3/p4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，p0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為i/o口用時(shí)，需加上拉電阻。7. isp（在系統(tǒng)可編程）/iap（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過串口（rxd/p3.0,txd/p3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片8. 具有eeprom功能9. 具有看門狗功能10. 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器t0、t1、t211. 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，power down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒12. 通用異步串行口（uart）

13、，還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)uart13. 工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)）14. pdip封裝2.1.2 stc89c5管腳說明圖1 stc管腳分布圖vcc（40引腳）：電源電壓vss（20引腳）：接地p0端口（p0.0p0.7，3932引腳）：p0口是一個(gè)漏極開路的8位雙向i/o口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl負(fù)載，對(duì)端口p0寫入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時(shí)，p0口內(nèi)部上拉電阻有效。在flash rom編程時(shí)，p0端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外

14、接上拉電阻。p1端口（p1.0p1.7，18引腳）：p1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。p1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4個(gè)ttl輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。p1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（iil）。此外，p1.0和p1.1還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（p1.0/t2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex），具體參見下表1。表1 p1.0和p1.1引腳復(fù)用功能引腳號(hào)功能特性p1.0t2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出p1.1t2ex（定時(shí)器/計(jì)

15、數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）在對(duì)flash rom編程和程序校驗(yàn)時(shí)，p1接收低8位地址。p2端口（p2.0p2.7，2128引腳）：p2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口。p2的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)ttl輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。p2作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（iil）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“movx dptr”指令）時(shí)，p2送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“movx r1”指令）時(shí)，p2口引腳上的內(nèi)

16、容（就是專用寄存器（sfr）區(qū)中的p2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。在對(duì)flash rom編程和程序校驗(yàn)期間，p2也接收高位地址和一些控制信號(hào)。p3端口（p3.0p3.7，1017引腳）：p3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口。p3的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)ttl輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。p3做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流（iil）。在對(duì)flash rom編程或程序校驗(yàn)時(shí)，p3還接收一些控制信號(hào)。p3口除作為一般i/o口外，還有其他一些復(fù)用功能，如表2所示：表2 p

17、3口引腳復(fù)用功能引腳號(hào)復(fù)用功能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2（外部中斷0）p3.3（外部中斷1）p3.4t0（定時(shí)器0的外部輸入）p3.5t1（定時(shí)器1的外部輸入）p3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）p3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）rst（9引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，rst引腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器auxr（地址8eh）上的disrto位可以使此功能無(wú)效。disrto默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ale/prog（30引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ale）是訪問外部

18、程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（prog）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ale以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale脈沖將會(huì)跳過。如果需要，通過將地址位8eh的sfr的第0位置“1”，ale操作將無(wú)效。這一位置“1”，ale僅在執(zhí)行movx或mov指令時(shí)有效。否則，ale將被微弱拉高。這個(gè)ale使能標(biāo)志位（地址位8eh的sfr的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。（29引腳）：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)at89c51rc從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)

19、行外部代碼時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不被激活。/vpp（31引腳）：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000h到ffffh的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，必須接gnd。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定位reset。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接vcc。在flash編程期間，也接收12伏vpp電壓。xtal1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。xtal2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。2.1. 主系統(tǒng)電路圖圖2為單片機(jī)主系統(tǒng)電路圖，圖中接口j5為串行下載口。cry1為晶體振蕩器，與c6、c7構(gòu)成單片機(jī)的時(shí)鐘電路；r2和c3為單片機(jī)的上電復(fù)位電路

20、；同時(shí)除了單片機(jī)電源管腳（40腳和20腳）接上電源以外，第31腳也必須接上正電源，否則單片機(jī)不能工作。因此，圖2也稱之為單片機(jī)最小系統(tǒng)，只有滿足圖2電路條件后，單片機(jī)才能工作。圖2主系統(tǒng)電路圖2.2 ds1302時(shí)鐘源ds1302時(shí)鐘芯片是dallas公司推出的具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、ds1302的結(jié)構(gòu)、工作原理及其在實(shí)時(shí)顯示時(shí)間中的應(yīng)用。它可以對(duì)年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。2.2.1 ds1302的結(jié)構(gòu)及工作原理ds1302 是美國(guó)dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶ram的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行

21、計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5v5.5v。采用三線接口與cpu進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或ram數(shù)據(jù)。ds1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的ram寄存器。ds1302是ds1202的升級(jí)產(chǎn)品，與ds1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳， 同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。2.2.2 引腳功能及結(jié)構(gòu) ds1302的引腳排列,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。ds1302由vcc1或vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)vcc2大于vcc1+0.2v時(shí)，vcc2給ds1302供電

22、。當(dāng)vcc2小于vcc1時(shí)，ds1302由vcc1供電。x1和x2是振蕩源，外接32.768khz晶振。rst是復(fù)位/片選線，通過把rst輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。rst輸入有兩種功能：首先，rst接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，rst提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)rst為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)ds1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中rst置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，i/o引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在vcc2.0v之前，rst必須保持低電平。只有在sclk為低電平時(shí)，才能將rst置為高電平。i/o為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，

23、后面有詳細(xì)說明。sclk為時(shí)鐘輸入端。圖3為ds1302的引腳功能圖。圖3 ds1302的引腳圖2.2.3 ds1302的控制字節(jié)ds1302 的控制字如圖4所示?？刂谱止?jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入ds1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取ram數(shù)據(jù);位5至位1指示操作單元的地址;最低有效位(位0)如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。圖4 ds1302控制字節(jié)圖2.2.4 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)被寫入ds1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣

24、，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。圖5、圖6分別為ds1302的讀寫控制時(shí)序圖。圖5 ds1302讀時(shí)序圖6 ds1302寫時(shí)序2.2.5 ds1302的寄存器ds1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為bcd碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制。此外，ds1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與ram相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 ds1302與ram相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)ram單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組

25、態(tài)為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為c0hfdh，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(gè)字節(jié)，命令控制字為feh(寫)、ffh(讀)。2.2.6 ds1302與cpu的連接實(shí)際上，在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè)32.768khz 的晶振即可。只是選擇晶振時(shí)，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入ds18b20，同時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度。只要占用cpu一個(gè)口線即可。 lcd還可以換成led，還可以使用北京衛(wèi)信杰科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的10位多功能8段液晶顯示模塊lcm101，內(nèi)含看門狗(wdt)/時(shí)鐘發(fā)生器及兩種頻率的

26、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，并有內(nèi)置顯示ram，可顯示任意字段筆劃，具有34線串行接口，可與任何單片機(jī)、ic接口。功耗低，顯示狀態(tài)時(shí)電流為2a (典型值)，省電模式時(shí)小于1a，工作電壓為2.4v3.3v，顯示清晰。2.2.7 ds1302硬件電路圖7為ds1302工作電路圖，cry2為32.768k的晶體振蕩器。國(guó)產(chǎn)ds1302的sclk、i/o、rst管腳與單片機(jī)i/o相連接時(shí)，必須加上上拉電阻才可以，否則數(shù)據(jù)讀取不穩(wěn)定，接法如圖8所示。 圖7ds1302電 圖8ds1302i/o上拉電阻2.3 lcd1602顯示電路lcd1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣

27、型液晶模塊。它由若干個(gè)5x7或者5x11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)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?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形。1602lcd是指顯示的內(nèi)容為16x2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊。2.3.1 管腳功能 標(biāo)準(zhǔn)16教接口，其中： 第1腳：vss為電源地； 第2腳：vcc接5v電源正極；第3腳：v0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10k的電位器調(diào)整對(duì)比度）。第4腳：rs為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平

28、0時(shí)選擇指令寄存器；第5腳：rw為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作；第6腳：e(或en)端為使能(enable)端；第714腳：d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)端；第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。2.3.2 lcd1602的特性+3.3v電壓，對(duì)比度可調(diào)；內(nèi)含復(fù)位電路；提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ddram；內(nèi)建有192個(gè)5x7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器cgrom；8個(gè)可由用戶自定義的5x7的字符發(fā)生器cgram。2.3.3 指令集 1602通過d0d7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。顯示

29、模式設(shè)置： 0x38 設(shè)置162顯示，57點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口； 顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置：1dcb d顯示(1有效)、c光標(biāo)顯示(1有效)、b光標(biāo)閃爍(1有效)；0000 01ns n=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加1 &光標(biāo)加1)，n=0(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減1 &光標(biāo)減1)，s=1 且 n=1 (當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移)s=0 當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng)；數(shù)據(jù)指針設(shè)置：數(shù)據(jù)首地址為80h，所以數(shù)據(jù)地址為80h+地址碼(0-27h，40-67h)。2.3.4 lcd1602特性及應(yīng)用微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。在日常生活中，我們對(duì)液晶

30、顯示器并不陌生，液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬(wàn)用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品例如在電飯煲、電磁爐、功放、攝像機(jī)中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、led數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和led數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡(jiǎn)單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過，在此不作介紹，本章重點(diǎn)介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。2.3.5 lcd1602操作控制1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（cgrom)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固

31、定的代碼，比如大寫的英文字母“a”的代碼是01000001b（41h），顯示時(shí)模塊把地址41h中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“a”。因?yàn)?602識(shí)別的是ascii碼，試驗(yàn)可以用ascii碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如a。圖9 1602的16進(jìn)制ascii碼表地址2.3.6 lcd1602電路圖10是lcd1602模塊的電路圖，j100是接口，lcd數(shù)據(jù)位為p00至p07，控制腳分別為rs、rw、lcden。圖10 lcd1602電路2.4 蜂鳴器報(bào)時(shí)電路 蜂鳴器報(bào)時(shí)電路如圖11，由一個(gè)8050npn型三極管和一個(gè)蜂鳴器組成。三極管放大電流，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。蜂

32、鳴器為有源蜂鳴器，上電后由其內(nèi)部震蕩器產(chǎn)生一定頻率，發(fā)出聲音。 圖11 蜂鳴器電路 圖12獨(dú)立按鍵2.5 按鍵電路電路有四個(gè)獨(dú)立按鍵：加、減、確定、退出，用來調(diào)節(jié)時(shí)間和日期，電路如圖12所示。3 整體電路圖整體電路圖如圖13，u1為stc單片機(jī)，j5為單片機(jī)下載口，s1為按鍵開關(guān)。此系統(tǒng)用5v供電，工作電流不超過10ma.圖13數(shù)字時(shí)鐘整體電路圖4 程序設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容程序分三個(gè)模塊，分別是：主程序模塊、lcd1026液晶顯示模塊、ds1302時(shí)鐘源模塊。結(jié)束按鍵檢測(cè)寫lcd1602讀取ds1302啟動(dòng)、初始化4.2 程序流程圖寫ds1302修改時(shí)間圖14程序流程圖程序開始時(shí)，設(shè)置液晶

33、lcd1602顯示模式，進(jìn)入主循環(huán)；讀取ds1302，獲得時(shí)間，立即由lcd162顯示出來，同時(shí)檢測(cè)按鍵，完成一個(gè)周期。如果有按鍵按下，則進(jìn)入時(shí)間修改程序，若要修改時(shí)間，設(shè)置好時(shí)間后，按確認(rèn)鍵即可將新的時(shí)間寫入ds1302，完成修改時(shí)間。4.3 c語(yǔ)言源程序c語(yǔ)言源程序主要分三個(gè)模塊，分別如下：1.#include:主函數(shù)模塊； 2.#include lcd1602.h：lcd1602顯示模塊；3.#include ds1302.h：ds1302時(shí)鐘源模塊。詳細(xì)程序見附錄二5 結(jié)論完成了數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)了使用ds1302芯片，國(guó)產(chǎn)的ds1302時(shí)鐘芯片不管用單片機(jī)的哪個(gè)io口，都需要加上上

34、拉電阻，否則讀到的數(shù)據(jù)是一連串的“85”。同時(shí)，學(xué)會(huì)了查找資料，整個(gè)過程使用了altium designer軟件進(jìn)行畫圖和仿真，并用keilc單片機(jī)知識(shí)進(jìn)行編程以完成設(shè)計(jì)要求的功能。我已經(jīng)盡了自己的最大努力，也從中學(xué)到了很多知識(shí)，獲益匪淺。謝 辭感謝學(xué)院給我們提供這樣的實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)，并通過課程設(shè)計(jì)使我們能夠有機(jī)會(huì)將書本上學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到的實(shí)際中去。感謝李老師監(jiān)督我及時(shí)完成了本次課程設(shè)計(jì)，在此特別感謝李老師和給予我?guī)椭耐瑢W(xué)。參考文獻(xiàn)1 劉文濤. mcs-51單片機(jī)培訓(xùn)教程(c51)版.電子工業(yè)出版社, 2005.8.2 王宜懷.單片機(jī)原理及其嵌入式應(yīng)用教程.北京希望電子出版社, 2002.8.

35、3 邵貝貝.單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開發(fā)方法.清華大學(xué)出版社, 2006.3.4 白駒珩,雷曉平編.單片計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用.電子科技大學(xué)出版社，1994.55 jean j.labrosse 著. 嵌入式系統(tǒng)構(gòu)件.袁勤勇等譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.6 譚浩強(qiáng).c程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，2008.8.27 賈振國(guó)：ds18b20 及高精度溫度測(cè)量的實(shí)現(xiàn)，電子技術(shù)應(yīng)用，2000.1，p9-p148 偉 正：?jiǎn)尉€數(shù)字溫度傳感器的原理與應(yīng)用，電子技術(shù)應(yīng)用，2000.6，p23-p319 周月霞、孫傳友：ds18b20 硬件連接及軟件編程，傳感器世界，2001.8，p13

36、-p2110 8051系列單片機(jī)c程序設(shè)計(jì)完全手冊(cè)，人民郵電出版社，1996.3，p25-p29附 錄 一 pcb版圖附 錄 二c語(yǔ)言源程序：頂層模塊：#include /包含單片機(jī)寄存器的頭文件#include lcd1602.h#include ds1302.h/*以下是ds1302芯片的操作程序*/unsigned char code digit10=0123456789; /定義字符數(shù)組顯示數(shù)字char second,minute,hour,day,month,year;bit flag=0; /*sbit set =p02;sbit cancel=p01;sbit left =p03

37、;sbit right =p00;*/sbit left =p34;sbit right =p35;sbit set =p36;sbit cancel=p37;sbit sound =p20;/*函數(shù)功能：延時(shí)若干微秒入口參數(shù)：n*/ void delaynms(unsigned char n) unsigned char i; for(i=0;in;i+) ;void dlay()unsigned char i,j,k;for(i=0;i30;i+)for(j=0;ji;j+)for(k=0;kj;k+);/*函數(shù)功能：顯示秒入口參數(shù)：x*/ void displaysecond(unsig

38、ned char x) unsigned char i,j; /j,k,l分別儲(chǔ)存溫度的百位、十位和個(gè)位i=x/10;/取十位j=x%10;/取個(gè)位 /writeaddress(0x49); /寫顯示地址,將在第行第列開始顯示writedata(digiti); /將百位數(shù)字的字符常量寫入lcdwritedata(digitj); /將十位數(shù)字的字符常量寫入lcddelaynms(50); /延時(shí)ms給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間 /*函數(shù)功能：顯示分鐘入口參數(shù)：x*/ void displayminute(unsigned char x) unsigned char i,j; /j,k,l分別儲(chǔ)存溫度的

39、百位、十位和個(gè)位i=x/10;/取十位j=x%10;/取個(gè)位 /writeaddress(0x46); /寫顯示地址,將在第行第列開始顯示writedata(digiti); /將百位數(shù)字的字符常量寫入lcdwritedata(digitj); /將十位數(shù)字的字符常量寫入lcddelaynms(50); /延時(shí)ms給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間 /*函數(shù)功能：顯示小時(shí)入口參數(shù)：x*/ void displayhour(unsigned char x) unsigned char i,j; /j,k,l分別儲(chǔ)存溫度的百位、十位和個(gè)位i=x/10;/取十位j=x%10;/取個(gè)位 /writeaddress(0

40、x43); /寫顯示地址,將在第行第列開始顯示writedata(digiti); /將百位數(shù)字的字符常量寫入lcdwritedata(digitj); /將十位數(shù)字的字符常量寫入lcddelaynms(50); /延時(shí)ms給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間 /*函數(shù)功能：顯示日入口參數(shù)：x*/ void displayday(unsigned char x) unsigned char i,j; /j,k,l分別儲(chǔ)存溫度的百位、十位和個(gè)位i=x/10;/取十位j=x%10;/取個(gè)位 /writeaddress(0x0c); /寫顯示地址,將在第行第列開始顯示writedata(digiti); /將百位數(shù)字

41、的字符常量寫入lcdwritedata(digitj); /將十位數(shù)字的字符常量寫入lcddelaynms(50); /延時(shí)ms給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間 /day_temp=j; /*函數(shù)功能：顯示月入口參數(shù)：x*/ void displaymonth(unsigned char x) unsigned char i,j; /j,k,l分別儲(chǔ)存溫度的百位、十位和個(gè)位i=x/10;/取十位j=x%10;/取個(gè)位 /writeaddress(0x09); /寫顯示地址,將在第行第列開始顯示writedata(digiti); /將百位數(shù)字的字符常量寫入lcdwritedata(digitj); /將十位

42、數(shù)字的字符常量寫入lcddelaynms(50); /延時(shí)ms給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間 /*函數(shù)功能：顯示年入口參數(shù)：x*/ void displayyear(unsigned char x) unsigned char i,j; /j,k,l分別儲(chǔ)存溫度的百位、十位和個(gè)位i=x/10;/取十位j=x%10;/取個(gè)位 /writeaddress(0x06); /寫顯示地址,將在第行第列開始顯示writedata(digiti); /將百位數(shù)字的字符常量寫入lcdwritedata(digitj); /將十位數(shù)字的字符常量寫入lcddelaynms(50); /延時(shí)ms給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間 /時(shí)間設(shè)定/

43、 時(shí)間設(shè)定/void timeset()/char s_year,char s_month,char s_day,char s_hour,char s_minute,char s_secondunsigned char h;h=1;while(flag)if(h=1)writeaddress(0x02);print(_);dlay();writeaddress(0x02);displayhour(hour); /顯示小時(shí)dlay();if(!left) delaynms(10); while(!left);hour-;if(hour23)hour=0;if(!set) delaynms(10)

44、; while(!set);h+;/if(h7)h=1;if(!cancel) delaynms(10); while(!cancel);flag=0;h=7; if(h=2)writeaddress(0x05);print(_);dlay();writeaddress(0x05);displayminute(minute); /顯示分dlay();if(!left) delaynms(10); while(!left);minute-;if(minute59)minute=0;if(!set) delaynms(10); while(!set);h+;/if(h7)h=1;if(!cancel) delaynms(10); while(!cancel);flag=0;h=7; if(h=3)writeaddress(0x08);print(_);dlay();writeaddress(0x08);displaysecond(second); /顯示秒dlay();if(!left) delaynms(10); while(!left);second-;if(second59)second=0;if(!set) del