數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)課題名稱 數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 姓 名 趙 磊 學(xué) 號(hào) 0202100348 班 級(jí) 機(jī)電1003班 專 業(yè) 機(jī)電一體化 所 在 系 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師 朱文琦 完成日期 2012/10/15 數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 摘 要 單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問世以來(lái)，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注， 應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個(gè)方面，而51單片機(jī)是各單片機(jī)

2、中最為典型和最有代表性的一種。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對(duì)它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，以AT89S51芯片為核心，輔以必要的電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的電子時(shí)鐘，它由4.5V直流電源供電，通過數(shù)碼管能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)間，調(diào)整時(shí)間，從而到達(dá)學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟、硬件的能力。 電子時(shí)鐘主要是利用現(xiàn)代電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化、數(shù)字化，擁有時(shí)鐘精確、體小、界面友好、可擴(kuò)展能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。另外，在生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也常常需要定時(shí)報(bào)警，這就需要電子時(shí)鐘具有多功能性。本設(shè)計(jì)主要為實(shí)現(xiàn)一款可正常顯示時(shí)鐘/日歷、定時(shí)鬧鈴、LCD背光調(diào)節(jié)，一鍵恢復(fù)的多功能電子時(shí)鐘。本人對(duì)當(dāng)前電子時(shí)鐘 開發(fā)手段進(jìn)行了比較和分析，最終決定了采用

3、單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多功能電子時(shí)鐘。設(shè)計(jì)采用AT89C51芯片作為核心，1602 LCD液晶顯示器，使用DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片完成時(shí)鐘/日歷的基本功能。這種實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，新能可靠，實(shí)時(shí)性好，時(shí)間精度高，操作簡(jiǎn)單編程容易。 該電子時(shí)鐘可應(yīng)用于一般的生活和工作中，也可通過改裝提高性能，增加新功能，從而給人們的生活和工作帶來(lái)更多的方便。關(guān)鍵詞 電子時(shí)鐘，AT89C51 單片機(jī)，DS1302 時(shí)鐘日歷芯片，1602 LCD液晶顯示器 目 錄 緒論-4第一章 方案論證與比較-5 1.1 數(shù)字時(shí)鐘方案-5 1.2 數(shù)碼管顯示方案-5 第二章 數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案研究-6 2.1 相關(guān)術(shù)語(yǔ)解釋-

4、6 2.2 基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘硬件選擇-6 2.3 主要IC芯片選擇既微處理器選擇- 6 第三章 電子時(shí)鐘硬件設(shè)計(jì)-9 3.1時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)-9 3.2顯示電路設(shè)計(jì)-9 3.3按鍵電路設(shè)計(jì)-10 3.4鬧鈴、背光電路設(shè)計(jì)-10 3.5電路原理匯總-11 第四章 軟件程序設(shè)計(jì)-12 4.1主程序設(shè)計(jì)-12 4.2子程序設(shè)計(jì)-12 4.2.1實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷子程序設(shè)計(jì)-12 4.2.2顯示子程序設(shè)計(jì)-12 4.2.3鍵盤掃描子程序設(shè)計(jì)-12 4.2.4鬧鈴子程序設(shè)計(jì)-12 4.3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì).-.12第五章 原理圖與PCB圖-19第六章 軟件設(shè)計(jì)示意圖-196.1程序流程圖-196.2物品清單與元件

5、特性-19第七章 設(shè)計(jì)總結(jié)-26致謝-27 參考文獻(xiàn)-28緒 論 時(shí)間是人類生活必不可少的重要元素，入過沒有時(shí)間的概念，社會(huì)將不會(huì)有所法杖和進(jìn)步。從古代的水漏、十二天干地支，到后來(lái)的機(jī)械鐘表以及當(dāng)今的石英鐘，都充分顯現(xiàn)出了時(shí)間的重要性，同時(shí)也代表著科技的進(jìn)步。致力于計(jì)時(shí)器的研究和充分發(fā)揮時(shí)鐘的作用，竟有著重要的意義。 電子時(shí)鐘研究的背景和意義20實(shí)際末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展。再起推動(dòng)下現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透到了社會(huì)的哥哥領(lǐng)域，有力的推動(dòng)和提高的社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展與信息化程度，同時(shí)也是現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提升，產(chǎn)品的更新?lián)Q代節(jié)奏譜也越來(lái)越快。時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō)是那么的寶貴，工作的忙碌性和繁雜容易使

6、人們忘記當(dāng)前的時(shí)間。然而遇到重大事情的時(shí)候，一旦忘記時(shí)間，就會(huì)給自己或者是他人造成很大的麻煩。平時(shí)我們要求上班準(zhǔn)時(shí)，約會(huì)或者召開會(huì)議必然要提及時(shí)間、火車要準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)，航班要準(zhǔn)時(shí)起飛，工業(yè)生產(chǎn)中，很多環(huán)節(jié)都需要時(shí)間來(lái)確定工序替換時(shí)刻。所以說(shuō)能隨時(shí)準(zhǔn)確的指導(dǎo)時(shí)間并利用時(shí)間，是我們生活中必不可少的。想知道時(shí)間，手表當(dāng)然是很好的選擇，但是在忙碌當(dāng)中，我們還需要一個(gè)“助理”時(shí)不時(shí)的給我們體形式將，所以，計(jì)時(shí)器最好能夠用有一個(gè)定時(shí)系統(tǒng)，隨時(shí)提醒容易忘記時(shí)間的人。最早能夠定時(shí)、寶石的時(shí)鐘屬于機(jī)械式鐘表，但這種時(shí)鐘受到機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力合體技的限制，在功能性能以及在造價(jià)上都沒有辦法與電子時(shí)鐘相比。電子時(shí)鐘是采用電子

7、電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分、秒進(jìn)行數(shù)字顯示的即使裝置，廣泛應(yīng)用月個(gè)人家庭、車站、碼頭辦公室等公共場(chǎng)所，成為人們?nèi)粘Ｉ罨顒?dòng)中不可少的必須品。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛使用，是的數(shù)字時(shí)鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)查過老師鐘表，鐘表的數(shù)字化跟人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大的擴(kuò)展了鐘表原先的時(shí)鐘功能。諸如整點(diǎn)提示、定時(shí)報(bào)警、定時(shí)廣播、自動(dòng)啟閉路燈，定時(shí)開關(guān)烘箱、同多動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟動(dòng)等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。系統(tǒng)實(shí)用功能分析電子時(shí)鐘主要是利用電子技術(shù)講時(shí)鐘電子化、數(shù)字化，擁有時(shí)間精確、體積小、界面友好、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，

8、被廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。當(dāng)今市場(chǎng)上的電子時(shí)鐘品類繁多，外形小巧別致。也有體型較大的，諸如公共場(chǎng)所的大型電子寶石器等。電子時(shí)鐘首相是數(shù)字化了的時(shí)間顯示或報(bào)時(shí)，在此基礎(chǔ)上，人們可根據(jù)不同場(chǎng)合的要求，在詩(shī)中上加置其他功能，比如定時(shí)鬧鈴，萬(wàn)年歷等功能。本設(shè)計(jì)電子時(shí)鐘主要功能為：1. 具有顯示和手動(dòng)校對(duì)功能，24小時(shí)制，年、月、日顯示和手動(dòng)校正功能；2. 具有鬧鈴功能；3. 具有背光調(diào)節(jié)功能和一鍵恢復(fù)功能； 電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)原理本設(shè)計(jì)主要為實(shí)現(xiàn)一款可正常顯示時(shí)鐘/日歷、定時(shí)鬧鈴、LCD背光調(diào)節(jié)，一鍵恢復(fù)的多功能電子時(shí)鐘。采用AT89C51芯片作為核心，1602 LCD液晶顯示器，使用DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘

9、日歷芯片完成時(shí)鐘/日歷的基本功能。第一章 方案論證與比較1.1數(shù)字時(shí)鐘方案數(shù)字時(shí)鐘是本設(shè)計(jì)的最主要的部分。根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)。方案一：本方案采用Dallas公司的專用時(shí)鐘芯片DS12887A。該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時(shí)鐘鬧鐘功能，因此，可直接對(duì)其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對(duì)簡(jiǎn)單。為保證時(shí)鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到內(nèi)部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間。方案二：本方案完全用軟件實(shí)

10、現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。原理為：在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。利用定時(shí)器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器內(nèi)相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；若時(shí)值達(dá)到24，則將十字節(jié)清零。該方案具有硬件電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但由于每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高。而且，由于是軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)單片機(jī)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，時(shí)鐘將不工作?；谟布娐返目紤]，本設(shè)計(jì)采用方案二完成數(shù)字時(shí)鐘的功能。1.2數(shù)碼管顯示方案方案一：靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管

11、恒定的導(dǎo)通或截止。該方式每一位都需要一個(gè)8 位輸出口控制。靜態(tài)顯示時(shí)較小的電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。但當(dāng)所顯示的位數(shù)較多時(shí)，靜態(tài)顯示所需的I/O口太多，造成了資源的浪費(fèi)。方案二：動(dòng)態(tài)顯示。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各個(gè)位，對(duì)于顯示器的每一位來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個(gè)顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也于點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。第二章 數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案研究 2.1 相關(guān)術(shù)語(yǔ)解釋單片機(jī)是微型機(jī)的一個(gè)主要分支，他在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)是吧CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸

12、入、輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路上芯片上。就其組成的功能而言，一塊單片機(jī)就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1. 集成度高、體積小、有很高的可靠性；2. 控制功能強(qiáng)；3. 低功耗、低電壓、便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；4. 外部總線增加了I2C、SPI等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)；5. 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。所以單片機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，在智能儀表、機(jī)電一體化、實(shí)時(shí)控制、分布式多機(jī)系統(tǒng)以及人們的生活中均有用武之地。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法。從前必須有模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，

13、現(xiàn)在已經(jīng)能用單片機(jī)通過軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)，是對(duì)生產(chǎn)控制技術(shù)的一次革命。利用單片機(jī)的智能性，可方便的實(shí)現(xiàn)具有智能的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)。單片機(jī)具有時(shí)鐘振蕩系統(tǒng)，李永系統(tǒng)時(shí)鐘借助微處理器的定時(shí)器/技術(shù)器可實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘功能。然而系統(tǒng)時(shí)鐘誤差較大，電子鐘的累積誤差也可能較大，所以可以通過誤差修正軟件加以修正，或者在設(shè)計(jì)中加入高精度時(shí)鐘日歷芯片，一景區(qū)時(shí)間。另外很多功能不同的單片機(jī)是兼容的，這就更便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多功能性。2.2 基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘硬件選擇考慮到單片機(jī)貨源充足、價(jià)格低廉，可軟硬件組合使用，能夠較方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多功能性，故采用單片機(jī)作為設(shè)計(jì)的硬件基礎(chǔ)。2.3 主要IC

14、芯片選擇既微處理器選擇目前在單片機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用比較廣泛的微處理器芯片主要為8XC5X系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)均采用標(biāo)準(zhǔn) MCS-51內(nèi)核，硬件資源互換兼容，品類齊全，功能完善，性能穩(wěn)定，體積小，價(jià)格低廉，貨源充足，調(diào)試和編程方便，所以應(yīng)用極為廣泛。例如比較常用的AT89C2051單片機(jī)，帶有2KB Flash可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器（E2PROM）的低壓、高性能8位CMOS微型計(jì)算機(jī)。擁有15條可編程I/O引腳，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，可編程串行UART，并能直接驅(qū)動(dòng)LED輸出。AT89C51單片機(jī)是一款低功耗，低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4KB（可經(jīng)過1000次擦寫周

15、期）的Flash可編程可反復(fù)擦寫的只讀存儲(chǔ)器（EPROM）,器件采用CMOS工藝和ATMEI公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)器（NURAM）技術(shù)制造，其輸出應(yīng)繳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容。片內(nèi)的FLASH存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序活用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器來(lái)編程。英雌，AT89C51是一種功能強(qiáng)大，靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，可放比偶按在應(yīng)用在各個(gè)控制領(lǐng)域。AT89C51具有以下主要性能：1. 4KB可編程序FLASH存儲(chǔ)器；2. 全靜態(tài)工作：0-24Hz；3. 128X8字節(jié)內(nèi)部RAM；4. 32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口；5. 6個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；2個(gè)16為可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器；6. 可編程床

16、行通信；7. 片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89C51是采用靜態(tài)邏輯來(lái)設(shè)計(jì)的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來(lái)選擇的省電方式空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down Mode）。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于始終被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下次硬件復(fù)位為止。 AT89C51位適應(yīng)不同的產(chǎn)品需求，采用PDIP、TQFP、PLCC三種封裝，本系統(tǒng)采用雙列直插式PDIP封裝式，如上圖，時(shí)鐘日歷芯片選擇DS1302，DS1302是DALLAS公司推

17、出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷和3l字節(jié)靜態(tài)RAM。由于具備體積小、功耗低、接口容易、占用CPU IO口線少、遇閏年自動(dòng)修正且不存在“千年蟲”問題等優(yōu)點(diǎn)，該芯片被廣泛應(yīng)用于智能化儀器儀表中。DS1302與單片機(jī)之問能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三條口線：lIES，1O數(shù)據(jù)線和SCLK串行時(shí)鐘。DS1302的特征如下：31字節(jié)帶后備電池的RAM用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 串行IO口，管腳數(shù)量少 寬范圍工作電壓：2055v 工作電壓20V時(shí)，電流小于300hA 讀寫時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)時(shí)有兩種傳送方式：?jiǎn)巫止?jié)傳送和突發(fā)模式傳送 8腳DIP封裝或其他可選封裝方式 簡(jiǎn)單的3線接口 與rrI1

18、兼容(Vee=5v) 可選工業(yè)級(jí)溫度范圍：一40 +85第三章 電子時(shí)鐘硬件設(shè)計(jì)電子時(shí)鐘至少要包括秒信號(hào)發(fā)生器、時(shí)間顯示電路、按鍵電路、供電電路、鬧鈴指示電路等幾部分。硬件電路參考以下框圖：鬧鈴電路電 源1602 LCD液晶顯示器AT89C51鍵 盤時(shí)鐘日歷芯片 DS1302背光電路鍵盤是為了完成時(shí)鐘/日歷校正的顯示功能。由此電子時(shí)鐘要求具有鬧鈴功能，所以設(shè)計(jì)有鬧鈴電路，進(jìn)行聲音鬧鈴。3.1 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)鐘應(yīng)用了實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片DS1302，其連接如圖，該硬件電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)。如圖下圖AT89C51單片機(jī)P1.7直接DS1302的RST端，上電后，AT89C51的P1.7腳自動(dòng)

19、輸出高電平，P1.6作為串行時(shí)鐘接口，P1.5作為始終數(shù)據(jù)的I/O。3.2 顯示電路設(shè)計(jì)就時(shí)鐘而言，通常了采用LCD 顯示或者LED顯示。對(duì)于一般的短時(shí)LCD，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路，但是電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，連接方便，數(shù)字感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)，軟件編程簡(jiǎn)單，節(jié)省I/O接口，如下圖:3.3 按鍵電路設(shè)計(jì)根據(jù)功能需要，本時(shí)鐘需要設(shè)置一下功能鍵：校對(duì)選擇鍵（主鍵），加1操作鍵（+1），減1操作鍵（-1）。按照鍵盤與CPU的連接方式可分為獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤，獨(dú)立式鍵盤是各個(gè)按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵占用一個(gè)I/O口線，每根I/O口線上的按鍵不會(huì)影響其他I/O口上的按鍵工作狀態(tài)。獨(dú)立式鍵盤電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)

20、按鍵必須占用一根I/O口，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，I/O口浪費(fèi)較大，且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。矩陣式鍵盤社和按鍵較多的時(shí)候使用。由于本設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘最多需要3分按鍵，若采用矩陣式鍵盤會(huì)有按鍵浪費(fèi)，故采用多歷史鍵盤。鍵盤電路如下圖：對(duì)于內(nèi)置上拉電阻的I/O引腳來(lái)說(shuō)，外界上拉電阻式?jīng)]有意義的。校對(duì)選擇鍵（主鍵）按下后進(jìn)入校對(duì)狀態(tài)，+1鍵對(duì)時(shí)間日期進(jìn)行加1和右移功能，-1鍵對(duì)時(shí)間日期進(jìn)行減1和左移功能。3.4 鬧鈴、背光電路設(shè)計(jì)鬧鈴可直接采用蜂鳴器鬧鈴，如當(dāng)前時(shí)刻與鬧鈴時(shí)間相同，單片機(jī)向蜂鳴器送出信號(hào)，蜂鳴器哦發(fā)生。采用蜂鳴器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，只是鈴聲單一。背光電路采用綠色的LED背光，即使在暗處不開燈也可以看清

21、時(shí)間。電路參考下圖3.5 電路原理匯總經(jīng)以上分析，電路匯總?cè)缦?，既電路原理圖，第四章 軟件程序設(shè)計(jì) 4.1主程序設(shè)計(jì)第一次上電，系統(tǒng)向進(jìn)行初始化，1602 LCD液晶顯示為當(dāng)前時(shí)間、年、月、日和星期。單片機(jī)開始調(diào)用鍵盤掃描程序、DS1302程序、1062程序、鬧鈴程序和背光程序并循環(huán)。 4.2子程序設(shè)計(jì) 4.2.1實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷子程序設(shè)計(jì)該程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)DS1302寫保護(hù)，對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒等的寄器的讀寫操作。在在讀寫程序中都執(zhí)行了關(guān)中斷指令，因?yàn)樵诖型ㄐ艜r(shí)對(duì)時(shí)序的要求比較高，而且在此是用1602液晶顯示器，所以在通信過程中最好保證傳輸?shù)倪B續(xù)性，不要允許中斷。 4.2.2顯示子程序設(shè)計(jì)單

22、片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)1602液晶芯片，編程也簡(jiǎn)單。單片機(jī)的串行輸入數(shù)據(jù)，由讀入讀出信號(hào)控制。 4.2.3鍵盤掃描子程序本設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)單，按鍵采用獨(dú)立式按鍵接入。程序?qū)︽I盤的掃描方式有：隨機(jī)掃描、定時(shí)掃描和終端掃描。在隨機(jī)掃描方式中，CPU完成某種特定任務(wù)后，即執(zhí)行鍵盤掃描程序，以確定鍵盤有無(wú)按鍵接入，然后根據(jù)按鍵功能轉(zhuǎn)去之星相應(yīng)的操作。在之星鍵盤按鍵規(guī)定的功能中不理睬鍵盤的輸入。定時(shí)掃描方式與隨機(jī)掃描方式基本相同，只是利用CPU內(nèi)的定時(shí)中斷，每個(gè)一定時(shí)間掃描有無(wú)按鍵信號(hào)輸入，鍵盤反應(yīng)速度較快，在處理鍵盤功能過程中，可以通過鍵盤命令進(jìn)行干預(yù)，如取消、暫停等操作。由于本設(shè)計(jì)中AT89C51單片機(jī)在系統(tǒng)的主要

23、任務(wù)是接受DS1302和1602的數(shù)據(jù)并送出顯示，完成時(shí)鐘/日歷校對(duì)和日期/星期的控制。該單片機(jī)完全有能力完成以上工作，所以采用隨機(jī)掃描鍵盤方式，系統(tǒng)也能正常運(yùn)行。單片機(jī)掃描完鍵盤，得到鍵值，并根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)入執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)按鍵功能。入過沒有按鍵按下，擇程序?qū)㈡I盤值清零，返回主程序。 4.2.4鬧鈴子程序設(shè)計(jì)鬧鈴子程序任務(wù)是不斷的用時(shí)鐘分和時(shí)通設(shè)定的鬧鈴分與鬧鈴時(shí)比較，只要滿足時(shí)鐘分和時(shí)等于鬧鈴分與時(shí)，響鈴就會(huì)啟動(dòng)一分鐘。 4.3系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 數(shù)字電子時(shí)鐘51單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序 表5-1 P1口對(duì)應(yīng)段碼及數(shù)值：顯示數(shù)字P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.016進(jìn)制代

24、碼dpgfedcba0001111113FH10000011006H2010110115BH3010011114FH40110011066H5011011016DH6011111017DH70000011107H8011111117FH9011011116FH; ; 中斷入口程序; ;ORG 0000H;程序執(zhí)行開始地址LJMP START;跳到標(biāo)號(hào)START執(zhí)行ORG 0003H;外中斷0中斷程序入口RETI;外中斷0中斷返回ORG 000BH;定時(shí)器T0中斷程序入口LJMP INTT0;跳至INTTO執(zhí)行ORG 0013H;外中斷1中斷程序入口RETI ;外中斷1中斷返回ORG 001BH

25、;定時(shí)器T1中斷程序入口LJMP INTT1;跳至INTT1執(zhí)行ORG 0023H;串行中斷程序入口地址RETI;串行中斷程序返回; 主 程 序 ; START: MOV R0,#70H ;清70H-7AH共11個(gè)內(nèi)存單元 MOV R7,#0BH ;clr P3.7; CLEARDISP: MOV R0,#00H ; INC R0 ; DJNZ R7,CLEARDISP ; MOV 20H,#00H ;清20H（標(biāo)志用） MOV 7AH,#0AH ;放入"熄滅符"數(shù)據(jù) MOV TMOD,#11H ;設(shè)T0、T1為16位定時(shí)器 MOV TL0,#0B0H ;50MS定時(shí)初值（

26、T0計(jì)時(shí)用） MOV TH0,#3CH ;50MS定時(shí)初值 MOV TL1,#0B0H ;50MS定時(shí)初值（T1閃爍定時(shí)用） MOV TH1,#3CH ;50MS定時(shí)初值 SETB EA ;總中斷開放 SETB ET0 ;允許T0中斷 SETB TR0 ;開啟T0定時(shí)器 MOV R4,#14H ;1秒定時(shí)用初值（50MS×20） START1: LCALL DISPLAY ;調(diào)用顯示子程序 JNB P3.7,SETMM1 ;P3.7口為0時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)間調(diào)整程序 SJMP START1 ;P3.7口為1時(shí)跳回START1 SETMM1: LJMP SETMM ;轉(zhuǎn)到時(shí)間調(diào)整程序SETMM;

27、1秒計(jì)時(shí)程序;T0中斷服務(wù)程序 INTT0: PUSH ACC ;累加器入棧保護(hù) PUSH PSW ;狀態(tài)字入棧保護(hù) CLR ET0 ;關(guān)T0中斷允許 CLR TR0 ;關(guān)閉定時(shí)器T0 MOV A,#0B7H ;中斷響應(yīng)時(shí)間同步修正 ADD A,TL0 ;低8位初值修正 MOV TL0,A ;重裝初值（低8位修正值） MOV A,#3CH ;高8位初值修正 ADDC A,TH0 ; MOV TH0,A ;重裝初值（高8位修正值） SETB TR0 ;開啟定時(shí)器T0 DJNZ R4, OUTT0 ;20次中斷未到中斷退出 ADDSS: MOV R4,#14H ;20次中斷到（1秒）重賦初值 MO

28、V R0,#71H ;指向秒計(jì)時(shí)單元（71H-72H） ACALL ADD1 ;調(diào)用加1程序（加1秒操作） MOV A,R3 ;秒數(shù)據(jù)放入A（R3為2位十進(jìn)制數(shù)組合） CLR C ;清進(jìn)位標(biāo)志 CJNE A,#60H,ADDMM ; ADDMM: JC OUTT0 ;小于60秒時(shí)中斷退出 ACALL CLR0 ;大于或等于60秒時(shí)對(duì)秒計(jì)時(shí)單元清0 MOV R0,#77H ;指向分計(jì)時(shí)單元（76H-77H） ACALL ADD1 ;分計(jì)時(shí)單元加1分鐘 MOV A,R3 ;分?jǐn)?shù)據(jù)放入A CLR C ;清進(jìn)位標(biāo)志 CJNE A,#60H,ADDHH ; ADDHH: JC OUTT0 ;小于60分時(shí)

29、中斷退出 ACALL CLR0 ;大于或等于60分時(shí)分計(jì)時(shí)單元清0 MOV R0,#79H ;指向小時(shí)計(jì)時(shí)單（78H-79H） ACALL ADD1 ;小時(shí)計(jì)時(shí)單元加1小時(shí) MOV A,R3 ;時(shí)數(shù)據(jù)放入A CLR C ;清進(jìn)位標(biāo)志 CJNE A,#24H,HOUR ; HOUR: JC OUTT0 ;小于24小時(shí)中斷退出 ACALL CLR0 ;大于或等于24小時(shí)小時(shí)計(jì)時(shí)單元清0 OUTT0: MOV 72H,76H ;中斷退出時(shí)將分、時(shí)計(jì)時(shí)單元數(shù)據(jù)移 MOV 73H,77H ;入對(duì)應(yīng)顯示單元 MOV 74H,78H ; MOV 75H,79H ; POP PSW ;恢復(fù)狀態(tài)字（出棧） PO

30、P ACC ;恢復(fù)累加器 SETB ET0 ;開放T0中斷 RETI ;中斷返回; 閃動(dòng)調(diào)時(shí) 程 序 ;T1中斷服務(wù)程序，用作時(shí)間調(diào)整時(shí)調(diào)整單元閃爍指示INTT1: PUSH ACC ;中斷現(xiàn)場(chǎng)保護(hù) PUSH PSW ; MOV TL1, #0B0H ;裝定時(shí)器T1定時(shí)初值 MOV TH1, #3CH ; DJNZ R2,INTT1OUT ;0.3秒未到退出中斷（50MS中斷6次） MOV R2,#06H ;重裝0.3秒定時(shí)用初值 CPL 02H ;0.3秒定時(shí)到對(duì)閃爍標(biāo)志取反 JB 02H,FLASH1 ;02H位為1時(shí)顯示單元"熄滅" MOV 72H,76H ;02H位

31、為0時(shí)正常顯示 MOV 73H,77H ; MOV 74H,78H ; MOV 75H,79H ;INTT1OUT: POP PSW ;恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP ACC ; RETI ;中斷退出FLASH1: JB 01H,FLASH2 ;01H位為1時(shí)，轉(zhuǎn)小時(shí)熄滅控制 MOV 72H,7AH ;01H位為0時(shí)，"熄滅符"數(shù)據(jù)放入分 MOV 73H,7AH ;顯示單元（72H-73H），將不顯示分?jǐn)?shù)據(jù) MOV 74H,78H ; MOV 75H,79H ; AJMP INTT1OUT ;轉(zhuǎn)中斷退出FLASH2: MOV 72H,76H ;01H位為1時(shí)，"熄滅符"

32、;數(shù)據(jù)放入小時(shí) MOV 73H,77H ;顯示單元（74H-75H），小時(shí)數(shù)據(jù)將不顯示 MOV 74H,7AH ; MOV 75H,7AH ; AJMP INTT1OUT ;轉(zhuǎn)中斷退出; 加1子 程 序 ; ADD1: MOV A,R0 ;取當(dāng)前計(jì)時(shí)單元數(shù)據(jù)到A DEC R0 ;指向前一地址 SWAP A ;A中數(shù)據(jù)高四位與低四位交換 ORL A,R0 ;前一地址中數(shù)據(jù)放入A中低四位 ADD A,#01H ;A加1操作 DA A ;十進(jìn)制調(diào)整 MOV R3,A ;移入R3寄存器 ANL A,#0FH ;高四位變0 MOV R0,A ;放回前一地址單元 MOV A,R3 ;取回R3中暫存數(shù)據(jù) I

33、NC R0 ;指向當(dāng)前地址單元 SWAP A ;A中數(shù)據(jù)高四位與低四位交換 ANL A,#0FH ;高四位變0 MOV R0,A ;數(shù)據(jù)放入當(dāng)削地址單元中 RET ;子程序返回 ; 清零程序 ;對(duì)計(jì)時(shí)單元復(fù)零用 CLR0: CLR A ;清累加器 MOV R0,A ;清當(dāng)前地址單元 DEC R0 ;指向前一地址 MOV R0,A ;前一地址單元清0 RET ;子程序返回; 時(shí)鐘調(diào)整程序;當(dāng)調(diào)時(shí)按鍵按下時(shí)進(jìn)入此程序 SETMM: cLR ET0 ;關(guān)定時(shí)器T0中斷 CLR TR0 ;關(guān)閉定時(shí)器T0 LCALL DL1S ;調(diào)用1秒延時(shí)程序 JB P3.7,CLOSEDIS ;鍵按下時(shí)間小于1秒，關(guān)閉顯示（省電） MOV R2,#06H ;進(jìn)入調(diào)時(shí)狀態(tài)，賦閃爍定時(shí)初值 SETB ET1 ;允許T1中斷 SETB TR1 ;開啟定時(shí)器T1 SET2: JNB P3.7,SET1 ;P3.7口為0（鍵未釋放），等待 SETB 00H ;鍵釋放，分調(diào)整閃爍標(biāo)志置1 SET4: JB P3.7,SET3 ;等待鍵按下 LCALL DL05S ;有鍵按下，延時(shí)0.5秒 JNB P3.7,SETHH ;按下時(shí)間大于0.5秒轉(zhuǎn)調(diào)小時(shí)狀態(tài) MOV R0,#77H ;按下時(shí)間小于0.5秒加1分鐘操作 LCALL ADD