论文,LCD1602.doc

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本科毕业论文（设计）

题目基于51单片机的数字电子钟设计

院（系）电子工程与电气自动化学院

专业电气工程及其自动化

学生姓名

学号10028116

指导教师王静洪作奎职称硕士讲师

论文字数9682

完成日期:

2014年5月20日

巢湖学院本科毕业论文（设计）诚信承诺书

本人郑重声明：

所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本人签名：

日期：

巢湖学院本科毕业论文（设计）使用授权说明

本人完全了解巢湖学院有关收集、保留和使用毕业论文（设计）的规定，即：

本科生在校期间进行毕业论文（设计）工作的知识产权单位属巢湖学院。

学校根据需要，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅；学校可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业，并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。

保密的毕业论文（设计）在解密后遵守此规定。

本人签名：

日期：

导师签名：

日期：

巢湖学院2014届本科毕业论文（设计）

基于51单片机的数字电子钟设计

摘要

随着时代的发展，生活节奏的加快，人们的时间观念愈来愈强，同时伴随着自动化、智能化及微电子技术的发展，人们用于计时的工具也在不断的更新，单片机等技术的出现使得数字电子钟有了新的发展方向。

基于此本设计以单片机STC89C52为控制核心，采用美国DALLAS公司生产的实时时钟芯片DS12C887和液晶芯片LCD1602，该设计具有电路设计简单，结构合理，能够精确显示时间、星期、日期等优点，并且能够实时更新显示。

本设计同时具有闹铃设置功能以及到时报警功能，按键操作简单方便。

更重要的是时钟芯片DS12C887具有误差小，内部自带锂电池使得断电时时间不停，再次上电后时间仍然能够准确显示在液晶上的特点。

关键词：

单片机；电子钟；DS12C887；LCD1602

DesignofDigitalElectronicClockBasedon51MCU

Abstract

Withthedevelopmentofthetimesandtheacceleratedpaceoflife,people'ssenseoftimehasbecomestrongerandstronger.Andwiththedevelopmentofautomated,intelligentandmicroelectronictechnology,thetoolfortiminghasbeenconstantlyupdated;theemergenceofsingle-chiptechnologymakesdigitalelectronicclockanewdirection.BasedonthisdesignmicrocontrollerSTC89C52asthecontrolcore,andproducedbytheUnitedStatesDALLASDS12C887real-timeclockchipandLCDchipLCD1602,thisdesignhasasimplecircuitdesign,reasonablestructure,abletoaccuratelydisplaythetime,day,date,etc.,andcanreal-timelyupdatethedisplay.Thisdesignalsohasanalarmfunctionaswellastosetalarmfunction,andsimplebuttonoperation.Moreimportantly,theclockchipDS12C887hasasmallerror,makingtheinternallithiumbatterypowerwhenthetimecomesstop,sothatonceagaintimeafterpowerisstillabletoaccuratelydisplaythecharacteristicsoftheliquidcrystal.

Keywords:

MCU,ElectronicClock,DS12C887,LCD1602

I

目录

1.绪论 1

1.1电子时钟的选题意义 1

1.2电子时钟的国内外研究现状 1

2.系统的硬件电路设计 3

2.1单片机最小系统模块 3

2.1.1STC89C52芯片介绍 3

2.1.2复位电路 4

2.1.3晶振电路 5

2.2时钟电路模块 5

2.2.1DS12C887实时时钟芯片概述 5

2.2.2硬件电路设计 10

2.3蜂鸣器声响模块 11

2.4按键模块 11

2.5LCD1602显示模块 11

2.5.11602液晶概述 11

2.5.21602液晶电路 15

3.系统的软件设计 16

3.1软件编译器及烧写工具 16

3.2软件总体设计思路 17

3.2.1蜂鸣器声响模块 18

3.2.2LCD1602模块 18

3.2.3DS12C887时钟电路模块 19

3.2.4按键模块 19

4.系统调试结果 21

5.总结 25

参考文献 26

附录 27

巢湖学院2014届本科毕业论文（设计）

1.绪论

1.1电子时钟的选题意义

随着数字集成电路的发展，数字化已深入到各行各业。

数字电子钟是以数字电路实现对年、月、日、星期、时、分、秒数字显示的电子钟，广泛应用于私人及公共场所。

比如：

汽车站、火车站、办公室等场合，给人们的生活、学习、工作及娱乐带来了极大的方面，已成为人们日常生活中不可或缺的物品。

如今的电子钟精度已远远超过老式钟表，并且其报时功能也得到加强。

例如定时报警系统、定时程序启动控制、定时动力通断设备等等这些都是以数字化为基础的。

而且在许多监控系统及电子设备中，往往会进行一些与时间相关的控制与操作，同时需要记录下实时的时间信息并保存下来。

例如，在某些数据采集时，对于一些重要的信息不仅要记录下其内容，还要记录下发生该事件时的准确时间；又比如，在建筑视频安防监控系统中，除了要显示实时画面外，还要准确记录下实时的时间信息，其中包括年、月、日、时、分、秒等。

传统的计时时钟已不能满足上述要求，为了达到上述目的，就需要实时时钟的参与配合。

基于STC89C52单片机为核心的电子钟就可以满足上述要求，为了避免偶然的掉电或晶振的误差造成时间的混乱以及完全用程序设计从而占用大量的系统资源而影响系统其他功能的运行，外加一块独立运行的实时时钟芯片DS12C887，同时配合相应的程序就可以实现上述目的。

因此，研究数字电子钟以及扩大其作用，有着非常现实重要的意义。

1.2电子时钟的国内外研究现状

从古代利用流体力学计时的刻漏和后来出现的沙漏以及采用机械传动结构计时的浑天仪，水运仪还有应用天文原理计时的日晷到今天的数字电子钟，经历了漫长的岁月。

机械表机芯复杂，走时误差较大，石英表机芯采用集成电路，机械结构比机械表简单许多也精准很多。

但是随着生活节奏的加快，人们对时间的精准度要求越来越高。

在目前的国内外市场中，数字电子钟的产品随处可见，但是他们大多存在一个致命缺点分两种：

一种是价格低廉的精度低，体积大；一种是体积小精度高却价格昂贵。

基于单片机的电子时钟系统的设计意在解决上述缺点折合为一个适中的产品，实现高精度、体积小、价格适中、易操作的产品,使得数字电子钟的发展日益满足使用者的需求。

数字电子钟的设计方法有很多种，可以利用单片机编程配以简单外设来实现电子钟，也可以采用中小规模的集成电路设计电子钟，还可以利用专门的时钟芯片配以显示电路及外围电路来实现电子钟。

其中以单片机为核心控制器，利用专门的实时时钟芯片计时，将时间数据经单片机输出，由显示器显示出来，利用键盘定时、校时，显示电路可利用液晶显示技术或者数码管显示技术。

在工业控制、智能控制及日常生活中，经常会碰到对时间进行监控的需求。

这就为数字电子钟提供了市场需求，随着科学技术的发展，也为数字电子钟的研发提供了前景。

本设计就提供了基于51单片机的数字电子钟的设计方法与实现过程。

2.系统的硬件电路设计

2.1单片机最小系统模块

2.1.1STC89C52芯片介绍

STC89C52是STC公司生产的一种高性能、低功耗的CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程Flash存储器，指令代码完全兼容传统的MCS-51单片机，俗称单片机。

主要特性如下表2-1所示：

表2-1STC89C52芯片特性

工作电压：

5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）

增加型8051单片机，6时钟/机器周期，12时钟/机器周期可以任意选择；

工作频率范围：

0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz；具有看门狗功能，内带2K字节的E2PRAM存储空间

通用I/O口（32个），复位后P0/P1/P2/P3是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为I/O口使用时，需要加上拉电阻，作为总线扩展用时，不需要加上拉电阻；3个16位定时器/计数器；PDIP封装；用户应用程序空间为8K字节；片上集成512字节RAM

ISP（系统可编程）/IAP（应用可编程），不需要专用的编程器、仿真器，可通过串口（RXD/P3.0,TXD/P3.1）经由MAX232电平转换电路下载用户程序到单片机

外部中断有4路，下降沿触发或低电平触发电路；

-40～—+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）温度下工作

其引脚图如图2-1所示：

图2-1STC89C52RC芯片引脚

引脚大致介绍：

1.电源及时钟引脚（4个）

lVCC：

电源接入引脚。

lVSS：

接地引脚。

lXTAL1：

晶体振荡器接入的一个引脚。

lXTAL2：

晶体振荡器接入的另一个引脚。

2.控制线引脚（4个）

lRST/VPD：

复位信号输入引脚/备用电源输入引脚。

lALE/PROG：

地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚。

lEA/VPP：

内外存储器选择引脚/片内EPROM（或FlashROM）编程电压输入引脚。

lPSEN：

外部程序存储器选通信号输出引脚。

3.并行I/O引脚（32个，分成4个8位口）

lP0.0～P0.7：

一般I/O口引脚或数据/低位地址总线复用引脚。