基于DS1302的数字钟设计.docx

基于DS1302的数字钟设计.docx

《基于DS1302的数字钟设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于DS1302的数字钟设计.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于DS1302的数字钟设计

吉林化工学院课程设计说明书

基于DS1302的数字钟设计

DesignofdigitalclockbasedonDS1302

学生学号：

XX 学生姓名：

XX 专业班级：

XX 指导教师：

XX 起止日期：

XX

吉林化工学院

JilinInstituteofChemicalTechnology

基于DS1302的数字钟设计

课程设计任务书

一、设计题目：

基于DS1302的数字钟设计二、设计目的

1、掌握DS1302时钟芯片的硬件电路原理及软件编程方法，熟悉DS1302时钟芯片的性能指标和特点；

2、熟悉STC12C5A60S2单片机的性能特点，并掌握STC12C5A60S2单片机控制DS1302读写时间、日期的硬件电路组成及软件编程方法；

3、了解LED显示及按键电路的组成原理，熟悉LED动态显示原理及实现方法；

4、了解7805构成直流稳压电源的电路组成及工作原理。

三、设计任务及要求（宋体，小四号字，加黑）

设计并实现具有显示日期和时间的电子数字钟，数字钟具有以下基本功能：

1、使用6位LED显示时间、日期和星期，正常显示时、分、秒、星期，使用按键可切换显示年、月、日；

2、具有时间、日期调整功能，通过键盘可进行时间、日期的调整；

3、具有闹钟功能，使用键盘设定闹铃时间，由蜂鸣器产生闹铃；

4、定时控制功能，使用小型继电器完成定时控制功能（发挥部分）。

四、设计时间及进度安排（宋体，小四号字，加黑）

周安排

设 计 内 容

设计时间

第一周

硬件电路设计

13.4.01

第二周

硬件电路焊接与调试

13.4.08

第三周

编写课程设计说明书，课程设计答辩。

13.4.15

13.4.19

设计时间共三周（2013.4.1–2013.4.19）,具体安排如下表：

13.4.12

五、指导教师评语及学生成绩

指导教师评语:

成绩

指导教师（签字）:

摘要

本系统采用STC89C52单片机和DS1302配合，实现LED数码管显示时间、日期和星期，正常显示时、分、秒、星期，使用按键可切换显示年、月、日。

系统中还有四个独立式按键，用于系统操作与控制，并有一个直流蜂鸣器，用以产生闹铃。

DS1302可以实现对系统的时、分、秒、星期、日期等信息的保存，使系统在掉电情况下仍然能够准确的保存并运行时间信息。

利用单片机的定时器，实现了时间、日期和闹钟功能的设计。

关键词:

单片机；DS1302；LED数码管；蜂鸣器

Abstract

ThesystemusesSTC89C52MCUandDS1302toachieveLEDdigitaltubedisplaytime,dateandday.LEDdigitaltubedisplayshours,minutes,seconds,dayoftheweek.Itwilldisplaysday,month,andyearwhilethebuttonispushed.Therearefourseparatebuttonsinthesystemforsystemoperationandcontrol,andaDCbuzzertogeneratealarms.DS1302canbeusedtosavemuchinformationsuchashours,minutes,seconds,day,date,andsoon.Sothatthesystemcanstillsaveandrun-timeandaccurateinformationintheeventofapowerloss.Theuseofsingle-chiptimer,toachievethedesignoftime,dateandalarmclockfunction.

Keywords:

single-chip;DS1302;LEDdigitaltube;buzzer

目 录

课程设计任务书 I

第1章基于DS1302的数字钟设计的目的 1

第2章基于DS1302的数字钟设计的方案选择 2

2.1设计要求 2

2.2各模块方案选择 2

2.2.1主控模块的选择 2

2.2.2时钟芯片的选择和说明 3

2.2.3显示模块的选择 3

2.2.4键盘模块选择 4

2.2.5电源模块选择 4

2.3最终选择方案 4

第3章基于DS1302的数字钟设计系统硬件设计 5

3.1STC89C52单片机 5

3.1.1STC89C52单片机 5

3.1.2STC89C52引脚介绍 7

3.2时钟芯片DS1302 8

3.2.1DS1302简介 8

3.2.2DS1302管脚说明 8

3.2.3DS1302读写和控制说明 9

3.2.5DS1302与STC89C52单片机接口 10

3.374HC164芯片 10

3.3.174HC164简介 10

3.3.274HS164特性 10

3.3.374HS164在本系统中的应用 11

3.4MCU监控芯片X25045 11

3.4.1X25045芯片简介 12

3.4.2X25045芯片引脚功能 12

3.4.3X25045看门狗电路设计 12

3.5固定三端稳压芯片L7805 13

3.5.1固定三端稳压器简介 14

3.5.2三端稳压器（78,79系列）管脚序号判断技巧 14

3.5.3固定三端稳压器的分类 14

3.5.4固定三端稳压器的使用 14

3.5.5三端稳压器稳压原理 15

3.6按键电路 15

3.7LED数码管 16

3.7.1LED发光原理 16

3.7.2LED显示的设计 16

3.8蜂鸣器 17

第四章基于DS1302数字钟设计软件调试 18

4.1KeiuVision3软件使用 18

4.2主程序 18

4.3中断子程序 19

4.4DS1302子程序 19

第5章结论 20

附录一 21

参考文献 22

第1章基于DS1302的数字钟设计的目的

通过基于DS1302的数字钟的设计，掌握DS1302时钟芯片的硬件电路原理及软件编程方法，熟悉DS1302时钟芯片的性能指标和特点；熟悉STC12C5A60S2单片机的性能特点，并掌握STC12C5A60S2单片机控制DS1302读写时间、日期的硬件电路组成及软件编程方法；了解LED显示及按键电路的组成原理，熟悉LED动态显示原理及实现方法；了解7805构成直流稳压电源的电路组成及工作原理。

最重要的是从设计这个过程中学习怎么与队员合作，学习设计的基本思路与过程。

第2章基于DS1302的数字钟设计的方案选择

2.1设计要求

电子钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时间精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。

电子时钟首先是数字化了的时间显示报时器，在此基础上，人们根据不同场合的要求，在时钟上加置其他功能，比如定时闹铃、万年历、环境温度、湿度检测、环境空气质量检测、USB扩展口功能等。

结合实际情况，本设计希望达到下面的功能要求：

（1）使用6位LED显示时间、日期和星期，正常显示时、分、秒、星期，使用按键可切换

显示年、月、日。

（2）具有时间、日期调整功能，通过键盘可进行时间、日期的调整。

（3）具有定时控制功能，使用小型继电器完成定时控制功能（发挥部分）。

（4）具有闹钟功能，使用键盘设定闹铃时间，由蜂鸣器产生闹铃。

2.2各模块方案选择

2.2.1主控模块的选择

方案一：

MSP430F169单片机，小巧灵活、成本低、易于产品化，它能方便地组装成各种智能式控制设备以及各种智能仪器仪表。

面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而有较强性能。

抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣环境下都能可靠地工作，这是其他机型无法比拟的。

可以很方便地实现多机和分布式控制。

使整个系统的效率和可靠性大为提高。

但 MSP430F169单片机性价比不高，一块MSP430F169单片机要60元左右，而且易烧坏，不适合我们初学者使用。

方案二：

采用AT89C2051单片机。

该系列单片机均采用标准MCS-51内核，硬件资源相互兼容，品类齐全，功能完善，性能稳定，体积小，价格低廉，货源充足，调试和编程方便，所以应用极为广泛。

并且AT89C2051单片机，带有2KB Flash可编程、可擦除只读存储器

（E2PROM）的低压、高性能8位CMOS微型计算机。

拥有15条可编程I/O引脚，2个16位定时器/计数器，6个中断源，可编程串行UART通道，并能直接驱动LED输出。

方案三：

采用STC89C52单片机，它拥有AT89C2051单片机所有优点，而且它的I/O引脚有32根比AT89C2051单片机多。

综上所述，考虑到性价比，应采用8XC5X系列单片机。

仅仅是为了完成时钟设计，应用AT89C2051单片机完全可以实现。

但是本设计中需要更多的I/O引脚，故本设计采用具有32根I/O引脚的STC89C52单片机。

2.2.2时钟芯片的选择和说明

方案一：

DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。

采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用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的用于临时性存放数据的RAM寄存器。

DS1302

是有主电源/后背电源双电源引脚，可以同时对后背电源进行涓细电流充电。

方案二：

DS12887也是是美国DALLAS半导体公司最新推出的串行接口实时时钟芯片，采用CMOS技术制成，内部具有晶振和时钟芯片备份锂电池。

采用DS12887芯片设计的时钟电路无需任何外围电路和器件，并具有良好的微机接口。

DS12887芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟系统中。

但是由于它是串行接口的，外接单片机需要接很多引脚，才能对它达到一个很好的控制。

综上所述，结合本设计的实际问题及单片机的I/O口线，选择方案一中的DS1302作为本设计的实时时钟电路的芯片。

其控制方便、占单片机I/O口线少、体积小、价格便宜，方便本设计的使用。

2.2.3显示模块的选择

方案一：

显示的方法有很多种，其中LED数码管是常用的一种显示方法。

在这个设计中，可以用LED数码管来显示，。

该设计中，显示时间信息，年、月、日各需要2个LED数码管，显示时、分、秒各需要2个LED数码管信息，即是显示时间和日期都需要六个数码管，我们可以只用六个数码管，通过按键来控制显示时间还是日期，这样我们就只需要留个数码管。

考虑到数码管单价是1.2元，那6个共需要6×1.2=7.2（元），性价比不是太高。

方案二：

采用LCD1602液