基于单片机的多功能数字时钟论文Word格式.docx
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电子钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于各种场所。
电子钟在使用时通常挂在高处,不便于时间的设置。
本设计利用按键手动对时间的修改和定时功能进行操作，使用更为便捷，应用前景更加广阔。
系统电路由时钟模块、主控模块、键盘及显示模块、电源模块组成。
实时时钟采用DS1302实现年、月、日、时、分、秒、星期等时间信息的采集及闹钟功能。
这样设计的结果使电路结构十分简洁，各种要求能完全保证，使系统电路的稳定性得到提高。
同时，它采用C语言对系统的各功能模块进行编程实现,并且系统具有键盘控制功能，方便校对时间。
关键词：
单片机STC89C52、电子闹钟、DS1302
Abstract
Electricclockhasbecomenecessaryinpeople'
sdailylife,ithasbeenwidelyusedinvariousplaces.Electricclockwasusuallyhangedinhighplaces.Thisdesignhasintruducedinfraredremotecontroltechnologywhichmakethetimemodificationandtimingfunctionmoreconvenient,soithasabetterprospecttoputintopractice.Thesystemismadeupoftheclockcircuitmodule,controlmodule,temperaturesamplemodule,keyboardanddisplaymodule,andthepowersupplymodule.Inordertoachievethefunctionoftimeinformationcollectionsuchasminutes,secondsandyears,thereal-timeclockuseDS1302technologywhichmakesthecircuitstructureveryconcise.Itcanensuretoachievevariousrequirementsandmakethesystemcircuitstabilityimproved.Atthesametime,itusesClanguageonthefunctionalmodulesofthesystemprogramming,andithasthekeyboardcontrolfunction
Keywords:
single-chipmicrocomputer-STC89C52,clock,DS1302
1引言
传统在信息高速发展的今天，几乎每个行业都实现了机械自动化，单片机（又称为微控制器）的出现是计算机发展史上的一个重要里程碑，它以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。
51系列单片机是国内目前应用最广泛的8位单片机之一，单片机的使用使得仪器的智能化、小型化、可靠化方面都得到了很大的改善，让很多仪器的原理与设计都发生了很大变化。
目前，单片机得到了越来越多爱好者的推广，可谓是“众人拾柴火焰高”，特别是近些年来，基于51单片机电子产品的层出不穷，表明单片机在电子产品行业起着举足轻重的作用，各大城市公共场所出现大屏幕电子时钟已是很常见的现象，下面我们就电子时钟的原理及设计做些详细的介绍。
电子钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于各种场所,给人们的生活、学习和工作带来极大的方便。
目前市场上所售的数字电子钟其主要功能都是依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现的。
这些数字钟的芯片组合和电路连接都比较难，而且焊接的过程也比较复杂，相对成本比较高，为了克服这些缺点，且能适合多种场合使用，选择了以单片机编程为主的数字电子钟以满足更多人的需求。
这次主要是通过软件编程来完成的，这样就降低了硬件电路的复杂性，而且其成本也有所降低，摆脱了数字电路设计所带来的电路复杂，焊接过程复杂，成本高等的劣势。
所要设计的数字电子钟充分挖掘了单片机的资源和运算控制能力，具有功能多，显示全的优点。
本设计应用按键控制技术，时间的修改和定时功能更为便捷，应用前景更加广阔。
2概述
2.1系统设计任务
本课题主要任务是设计一个基于单片机多功能电子闹钟，采用常用的STC89C52芯片作为主控芯片，采用价格低廉的DS1302时钟芯片作为时间控制芯片，采用锂电池为DS1302供电，掉电保护，保证时间数据不会丢失。
显示应用的是LCD1602液晶屏，显示字体清晰，显示效果如图2.1所示。
图2.1电子闹钟显示效果示意图
本课题研究的基本内容是利用STC89S52单片机控制时钟芯片DS1302，在此过程中主要实现的功能有：
1）显示年、月、日；
2）显示星期；
3）显示当前的时间；
4）可设置闹钟；
5）通过按键可以调整时间，校正时间，闹钟设定；
在此过程中，需要完成的任务有：
1）设计出系统总体硬件电路图。
2）完成程序的编写与系统的仿真。
3）完成元器件的布局、PCB板的绘制、电路的焊接和调试。
2.2系统设计
本系统是利用STC89C52芯片为核心，控制DS1302时钟芯片及LCD1602液晶，实现年、月、日、星期、时间的准确显示。
STC89S52接受并处理DS1302数据的处理显示及键盘输入的控制信息的处理，输出时间、日期、温度的显示并具有校正功能。
系统模块组成框图如图2.2所示。
2.2系统硬件电路方框图
系统软件流程图如图2.3所示。
2.3系统软件程序流程图
3系统硬件设计
3.1系统硬件电路芯片选型介绍
3.1．1STC89C52单片机介绍
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案，STC89S52引脚图如图3.1所示。
图3.1STC89C52引脚图
STC89C52主要功能及特性：
STC89C52具有以下标准功能：
8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
●与MCS-51单片机产品兼容
●8K字节在系统可编程Flash存储器
●1000次擦写周期
●全静态操作：
0Hz～33Hz
●三级加密程序存储器
●32个可编程I/O口线
●三个16位定时器/计数器
●八个中断源
●全双工UART串行通道
●低功耗空闲和掉电模式
●掉电后中断可唤醒
●看门狗定时器
●双数据指针
●掉电标识符
STC89C52单片机的四个I/O口作用分别如下：
P0口：
P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；
在程序校验时，输出指令字节。
程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1口：
P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如表3-1所示。
在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
表3-1P1口的第二功能
引脚号
第二功能
P1.0
T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出
P1.1
T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）
P1.5
MOSI（在系统编程用）
P1.6
MISO（在系统编程用）
P1.7
SCK（在系统编程用）
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口作为STC89C52的一些特殊功能口，如表3-2所示：
表3-2P3的特殊功能
口管脚
备选功能
P3.0RXD
（串行输入口）
P3.1TXD
（串行输出口）
P3.2/INT0
（外部中断0）
P3.3/INT1
（外部中断1）
P3.4T0
（记时器0外部输入）
P3.5T1
（记时器1外部输入）
P3.6/WR
（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD
（外部数据存储器读选通）
3.1．2DS1302时钟芯片介绍
DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。
实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、周、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整。
时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。
DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：
（1）RES复位
（2）I/O数据线（3）SCLK串行时钟。
时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。
DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mWDS1302是由DS1202改进而来增加了以下的特性：
双电源管脚用于主电源和备份电源供应，Vcc1为可编程涓流充
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