基于DS1302与LCD1602的电子日历时钟的设计与实现.docx

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基于DS1302与LCD1602的电子日历时钟的设计与实现

纺织大学高职学院

毕业设计〔论文〕

2021—2021学年第1学期

题目：

基于DS1302与LCD1602的电子日历时钟的设计与实现

学生强

学号1218092183

指导教师王骏

评阅教师

时间2021年10月

纺织大学高职学院毕业设计〔论文〕开题报告

课题名称〔来源、类型〕：

基于DS1302与1602LCD电子日历时钟的设计与实现

指导教师：

王骏学生：

强

开题报告容：

〔调研资料的准备，设计/论文的目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段容及时间安排；完成设计〔论文〕所具备的条件因素等。

〕

1．目的：

实现日历和时钟的显示并且能够调整

2．要求：

完成电子日历和时钟的软件和硬件的设计，包括单片机的相关容；日历时钟模块的设计，液晶显示模块的设计，控制程序的编写等。

3．预期成果：

仿真成功，做出实物。

（1）显示初始值日历时钟初始值；

4．时间安排：

第3周：

熟悉课题的根本要求，查阅相关资料，初步拟定设计的

整体方案，完成开题报告。

第4-5周：

自学这次课题所涉及的相关容，包括器件根底知识、单片机，DS1302时钟芯片工作原理和相关软件的使用以及LCD1602液晶显示屏的相关容。

并设计一些简单的实际电路，熟练所学容并加以稳固。

第6-8周：

设计DS1302时钟模块的控制电路、LCD1602液晶显示电路、电源电路等硬件电路，并用Proteus仿真

第8-10周：

焊接调试电路，根据个局部的作用对硬件进展调试，最后联机调试。

第10-12周：

写毕业设计论文，作品展示，完成全部毕业设计

指导教师签名：

日期：

2021年

3.2DS1302子程序....................................12

3.4位定义............................................18

附录五PCB图············································33

摘要

随着现代科技的快速开展，时间的不断流逝,从观太阳、摆钟到现在的电子时钟，人类凭借非凡的智慧不断研究，又创造出新的纪录。

美国Dallas公司推出了一种具有涓细电流充电能能力的低功耗实时时钟时钟芯片DS1302。

它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进展计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。

对于可调电子日历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒信息，还具有时间校准等功能。

该电路采用STC89C52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3-5V电压供电。

用LCD1602液晶显示，较直观。

综上所述此可调电子日历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、本钱低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的开展趋势，具有广阔的市场前景。

关键词

时钟电路；DS1302；LCD1602；单片机STC89C52

Abstract

Withtherapiddevelopmentofmodernscienceandtechnology,thepassageoftime,fromtheviewofthesun,thependulumclocksarenowelectronicclock,humanwithextraordinarywisdomcontinuouslyresearch,createanewrecord.TheDallaspanylaunchedahasJuanfinecurrentchargeabilityoftherealtimeclocklowpowerconsumptionDS1302chip.Itcanbetoyear,month,day,week,when,minutesandsecondsforthetime,alsohasaleapyearpensationandotherfunctions,andtheDS1302longservicelifeandsmallerror.Foradjustableelectroniccalendarbyusingobjectdigitaldisplay,canalsoshowsthatyear,month,day,week,when,minutesandsecondsinformation,butalsohastimecalibrationetc.Function.ThiscircuitSTC89C52singlechipmicroputerasthecore,itspowerconsumptionissmall,canbein3Voflow-pressurework,voltagecanchoose3~5Vvoltagepowersupply.WithLCD1602liquidcrystaldisplay,moreintuitive.

Tosumuptheadjustableelectroniccalendarhasreadtheconvenient,directdisplay,functionaldiversity,simplecircuit,lowcost,andmanyotheradvantages,conformtothetrendofthedevelopmentofelectronicinstruments,andhasabroadmarketprospect.

KeyWords

TheclockDianZhong;DS1302;LCD1602;STC89C52singlechipmicroputer

第一章设计要求与方案论证

1.1设计要求：

1具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能；

1.2系统根本方案选择和论证

1.2.1单片机芯片的选择方案和论证

方案一:

采用STC89C52芯片作为硬件核心，采用FlashROM，部具有4KBROM存储空间,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,当在对电路进展调试时，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，对芯片的屡次拔插会对芯片造成一定的损坏。

方案二:

采用STC89C52芯片ROM全都采用FlashROM；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部存储器为8KBROM存储空间，同样具有STC89C52的功能，且具有在线编程可擦除技术，对所下载的程序能够加密，比拟平安。

当在对电路进展调试时，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，不需要对芯片屡次拔插，所以不会对芯片造成损坏。

所以选择采用STC89C52作为主控制系统。

1.2.2显示模块选择方案和论证

方案一：

采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比拟适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以不用此种作为显示。

方案二：

采用LED数码管动态扫描,虽然LED数码管价格适中,但要显示多个数字所需要的个数偏多，功耗较大，所以也不用此种作为显示。

方案三：

采用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,清晰可见,与普通数码管相比功耗较小，硬件连接简单。

所以显示局部采用1602液晶显示。

1.2.3时钟芯片的选择方案和论证

方案一：

直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。

采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约本钱，但是，实现的时间误差较大。

所以不采用此方案。

方案二：

采用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、周、月、年一级闰年补偿的年进展计数，而且精度高，

RAM作为数据暂存区，工作电压2.5V～5.5V围，2.5V时耗电小于300nA.

1.3电路设计最终方案决定

综上各方案所述，对此次作品的方案选定：

采用STC89C52作为主控制系统；DS1302提供时钟；LCD1602液晶作为显示

第二章系统的硬件设计与实现

2.1电路设计框图

图1电路设计框图

2.2系统硬件概述

本电路是由STC89C52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作；时钟电路由DS1302提供，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、秒进展计时，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进展同步通信，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部有一个31*8的用于临时性存放数据的RAM存放器。

可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能,本电路采用DS1302单字节传送方式实现与主控机之间数据的传送；显示局部由1602构成。

2.3主要单元电路的设计

2.3.1单片机主控制模块的设计

STC89C52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列图所示,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,在片它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片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,如图-2

图2主控制系统

2.3.2时钟电路DS1302

1.DS1302的性能特性

DS1302是一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进展通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。

实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。

工作电压宽达2.5～5.5V。

采用双电源供电〔主电源和备用电源〕，可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进展涓细电流充电的能力。

图3示出DS1302的引脚排列图，其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源。

在主电源关闭的情况下，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供电。

X1和X2是振荡源，外接32.768KHz晶振。

RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。

RST输入有两种功能：

首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位存放器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。

当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进展操作。

如果在传送过程中RST置为低电平，那么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必须保持低电平。

中有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平，I/O为串行数据输入端〔双向〕。

SCLK