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课程设计报告

课程设计报告

题目：

基于DS1302的数字钟报告

学院：

专业：

电子信息工程

班级：

学号：

指导教师：

2010年7月7日

摘要3

Abstract4

前言4

第一章数字钟设计的意义及任务5

1.1数字钟设计的意义5

1.2设计任务5

第二章系统的硬件设计和方案对比选择6

2.1系统设计结构图6

2.2系统设计方案对比选择7

2.2.1MCU微处理控制器的方案对比选择7

2.2.2LCD液晶显示模块的方案对比选择8

2.2.3实时时钟电路的方案对比选择8

第三章系统的硬件设计电路及元件说明9

3.1MCU微控制器电路9

3.2LCD液晶显示电路11

3.3实时时钟电路16

3.4复位电路17

3.5晶振电路17

第四章系统的软件设计。

18

4.1主程序18

第五章程序的调试19

5.1proteus仿真19

5.2利用学习板进行调试20

5.3调试过程中出现的问题21

设计总结21

参考文献22

附录一系统程序：

23

附录二基于DS1302数字钟设计的原理图32

附录三基于DS1302数字钟设计的PCB图33

附录四基于DS1302数字钟设计的元件清单34

基于DS1302的数字钟设计报告

摘要

根据AT89C52的特点和数字钟的特点，本文提出一种用单片控制DS1302利用LCD1602显示的数字钟的设计方法，同时给出软硬件电路的设计方法。

设计报告硬件电路设计和软件编程两个方面。

本系统通过AT89C52做为CPU进行总控制，利用AT89C52对DS1302进行控制，DS1302可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，最后利用数码管显示进行显示。

该设计实用简便能够对年、月、日、周、日、时、分、秒进行有效准确的计时及显示。

关键词：

单片机DS1302数码管数字钟

BasedonthedesignofthedigitalclockDS1302report

Abstract

AccordingtothecharacteristicsandthedigitalclockAT89C52characteristics,thispaperpresentsaDS1302controlbyusingsinglechipLCD1602digitalclockshowsthedesignmethodanddesignmethodofsoftwareandhardwarecircuitisgiven.Designreporthardwareandsoftwareprogramming.ThesystemthroughtheAT89C52asCPUfortotalcontrolandutilizationofDS1302AT89C52control,DS1302toyear,month,day,week,day,when,minutesandsecondsontheclockLCD1602LCDdisplayshow.

Keywords:

SCMDS1302LCD1602digitalclock

前言

自古就有：

“一寸光阴，一寸金”的说法。

而随着人类的进步科学技术的发展时间观也越来越被人们重视，而能够准确的知道时间能够提高人们的工作效率，能更好的在规定的时间内完成所规定的工作。

因此能有随时随地的知道当前时间是非常重要的。

随着科学技术的发展，单片机技术的不断完善，使得数字钟的设计变得更加的灵便、更加简单、功能更加的完善、计时也更加的准确。

本设计实用简单，设计方便，计时准确，能够对年、月、日、周、日、时、分、秒进行准确的计时，可以让人们随时知道时间。

本设计利用AT89C52的特点及DS1302的特点，提出一种基DS1302单片机控制，再利用数码管显示的数字钟。

本设计包括硬件电路和软件程序两个方面，将在后面进行详细叙述。

在附录里，分别本设计相关的资料，包括设计系统主程序，系统原理图，系统使用说明。

第一章数字钟设计的意义及任务

1.1数字钟设计的意义

自古就有：

“一寸光阴，一寸金”的说法。

而随着人类的进步科学技术的发展时间观也越来越被人们重视，而能够准确的知道时间能够提高人们的工作效率，能更好的在规定的时间内完成所规定的工作。

因此能有随时随地的知道当前时间是非常重要的。

随着科学技术的发展，单片机技术的不断完善，使得数字钟的设计变得更加的灵便、更加简单、功能更加的完善、计时也更加的准确。

本设计实用简单，设计方便，计时准确，能够对年、月、日、周、日、时、分、秒进行准确的计时，可以让人们随时知道时间

1.2设计任务

本设计利用AT89C52的特点及DS1302的特点，提出一种基DS1302单片机控制，再利用数码管显示的数字钟。

本系统硬件利用AT89S52作为CPU进行总体控制，通过DS1302时钟芯片获取准确详细的时间（年、月、日、周、日、时、分、秒准确时间），对时钟信号进行控制，同时利用液晶显示芯片LCD1602对时间进行准确显示年、月、日、周、日、时、分、秒。

该数字钟硬件电路简单，使用灵活，功能稳定，显示准确且无论对于社会或者科研也有一定的研究价值。

第二章系统的硬件设计和方案对比选择

本章重点主要是从系统结构图来阐述了硬件的设计以及从方案上对比选择各个电路部分的元件，目的是使系统达到一个低成本、高质量、稳定可靠的设计。

2.1系统设计结构图

根据系统设计的要求和设计思路，确定该系统的系统设计结构图。

如图2.1所示。

硬件电路主要由MCU微处理控制器单元、DS1302时钟电路、储存器、复位电路、晶振电路、数码管显示模块构成。

图2.1系统结构图设计

2.2系统设计方案对比选择

根据设计要求，结合实际情况和设计成本要求，对系统主要部分的电路方案叙述如下。

2.2.1MCU微处理控制器的方案对比选择

方案一：

MCU微处理控制器的种类很多，有ATMEL公司生产的AT89SXX系列单片机，其中有8位的单片机，也有16位的单片机。

AT89S52为8位的单片机，它是一种低损耗、高性能的CMOS微处理器，片内有8K字节的存储空间，128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器，寻址范围64K。

并且可以在线进行重复编程、快速擦除、快速写入程序，能重复擦除/写入1000次左右，数据保存时间为十年。

方案二：

微处理控制器也有凌阳公司生产的，同样有8位的CPU和16位的CPU。

它也有很多特点，比如：

体积小、集成度高、可靠性好、易于扩展；具有较强的中断处理能力；功能强、效率高的指令系统及低功耗、低电压。

但是其应用领域主要是为控制处理数据处理以及数字信号处理等领域，其中凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。

综上所述，在本设计中，考虑到本人对单片机的运用熟练度和单片机的功能领域，选择ATMEL公司生产的AT89S52单片机作为本设计的微控制器。

2.2.2LCD液晶显示模块的方案对比选择

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数码管来显示相应站台的站号，提醒司机知道是去向或者是回向的第几站，让司机心里有数，同时增加显示数字的可读性。

该设计中，显示站号至少要2个LED数码管，显示时间信息要12个，显示星期信息要1个，总共需要15个LED数码管。

单价是1.2元，那15个共需要15×1.2=18（元）。

另外在PCB布线过程中很困难，给设计带来很不方便的使用。

方案二：

LCD1602液晶显示器是一块价廉物美的器件，其体积小，控制简单，使用方便。

它能显示2行16列的数字或英文信息，另外连接它的线很少，只要8根数据线和3根控制线，这样给使用带来很大的方便，节约单片机I/O口。

市场上一块LCD1602的价格也只在15元左右，比数码管便宜。

方案三：

功能强大、可以显示中文文字的LCD12864液晶显示器，其价格贵，体积大，控制比LCD1602稍微复杂点，但是使用也是很方便的。

在控制使用上，需要8根数据线和3根控制线，其余的PSB、

和BLA直接与VCC相连接。

但是在本设计中使用它的性价比不高，体积大，占用覆铜板面积大，而且笨拙。

综上所述，在LCD液晶显示模块上，选择方案二中的LCD1602液晶显示器作为本设计的显示模块。

显示时间年、月、日、周、日、时、分、秒

2.2.3实时时钟电路的方案对比选择

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。

第三章系统的硬件设计电路及元件说明

本章根据系统设计结构图来对每个部分的电路进行分析和说明，重点讲述微控制器AT89S52、数码管显示模块、实时时钟芯片DS1302。

该系统中AT89S52是核心器件，系统的设计原理图如附录二所示。

3.1MCU微控制器电路

AT89S52的塑封图如图3.1所示，它为DIP40双列直插塑料封装。

AT89S52作为系统的核心控制元件，只有它能正常工作后才能使其它的元件进入正常工作状态。

因此，下面对AT89S52进行必要的说明，AT89S52的管脚如图3.2所示。

图3.1AT89C52封装图图3.2AT89C52引脚图

1）VCC：

40脚，供电电压，一般接+5V电压。

2）GND：

20脚，接工作地。

3）P0口：

1～8脚，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具有内部上电阻。

但是P0口在程序校验作为输出指令字节时，需要外部加上拉电阻，一般上拉电阻选4.7K～10K为宜。

本设计中用5.1K的排阻对P0口进行上拉电平。

4）P1口：

32～39脚，P1口是一个内部具有上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TTL门电流。

P1端口写入“1”后，被内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为作输入口使用。

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。

5）P2口：

20～27脚，P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。

对P2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。

6）