完整版基于STC89C52单片机的电子时钟设计毕业设计论文.docx

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完整版基于STC89C52单片机的电子时钟设计毕业设计论文

优秀论文审核通过

未经允许切勿外传

阳泉职业技术学院

毕业设计论文

基于51单片机的电子时钟设计

系部：

信息系

专业：

电气自动化

班级：

09级一班

学生姓名：

张瑞勇

学号：

指导教师：

耿素军

2012年5月6日

摘要

随着单片机技术的飞速发展，在其推动下，现代的电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高。

时间就是金钱、时间就是生命、时间就是胜利……，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要，时钟是我们生活中必不可少的工具。

电子钟的设计方法有很多种，但是基于单片机并通过LCD显示的电子时钟具有编程灵活、精确度高、便于携带、显示直观等特点。

利用STC89C52单片机对DS1302时钟芯片进行读写操作并通过1602字符液晶显示实时时钟信息，这样便构成了一个单片机电子时钟。

关键词：

单片机，电子时钟，STC89C52

Abstract

Withtherapiddevelopmentofmicrocomputertechnologyinitspromotion,modernelectronicsintoalmostallareasofsociety,astrongimpetustothedevelopmentofsocialproductiveforcesandsocialimprovementinthelevelofinformation,butalsotofurtherimprovetheperformanceofmodernelectronicproducts.

Timeisamoney,timeislife,timeisvictory…Accurategraspoftimeandallocationoftimeiscrucialtopeople,Theclockisnecessaryinourlifetools.ClockDesignTherearemanyways,ofelectroniccapabilities,.

Inthispaper,throughtheuseofSTC89C52microcontrollerbyDS1302clockchipsforreadingandwritingoperationandthrough1602characterliquidcrystaldisplayreal-timeclockinformationsothatformingasinglechipelectronicclock.

KeyWords:

Microcontroller，STC89C52，Electronicclock，

绪论1

概述1

研究目的1

第1章设计要求与方案论证2

1.1设计要求2

1.2系统基本方案选择和论证2

1.2.1单片机芯片的选择方案和论证2

1.2.2显示模块选择方案和论证2

1.2.3时钟芯片的选择方案和论证3

1.3电路设计最终方案决定3

第2章主要元件介绍4

2.1STC89C52介绍4

2.1.1STC89C52主要功能及PDIP封装4

2.1.2STC89C52引脚介绍4

2.1.3STC89C52最小系统5

2.2DS1302时钟芯片介绍6

2.2.1DS1302概述6

2.2.2DS1302引脚介绍7

2.2.3DS1302使用方法7

2.31602字符液晶介绍9

2.3.11602液晶概述9

2.3.21602引脚介绍10

2.3.31602字符液晶使用方法10

第3章系统硬件设计13

3.1电路设计框图13

3.2系统硬件概述13

第4章系统的软件设计14

4.1程序概述14

4.2延时函数15

4.3对DS1302读写操作函数15

4.3.1向DS1302写数据15

4.3.2从DS1302读数据16

4.4显示函数17

4.4.1向1602液晶中写一个指令17

4.4.2向液晶写数据17

4.4.3初使化1602液晶17

4.4.4如何在液晶上显示时间、日期及周18

4.5按键函数19

4.5.11224小时显示模式切换键21

4.5.2功能键函数23

4.5.3调整键函数25

4.5.4确定键31

4.6主函数32

总结34

致谢35

参考文献36

绪论

概述

时间，对人们来说是非常宝贵的，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。

因此自从时钟发明的那刻起，就成为人类的好朋友。

随着时间的流逝，科学技术的不断发展和提高，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。

怎样让时钟更好、更方便、更精确的显示时间，这就要求人们不断设计研发出新型的时钟。

高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。

数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LCD显示器代替指针进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。

时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。

在单片机的应用系统中，时钟有两个方面的含义：

一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：

一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时器计数器来实现；二是用专门的时钟芯片实现。

研究目的

通过利用STC89C52单片机和DS1302芯片以及外围的按键和LCD显示器等部件，设计一个基于单片机的电子时钟。

设计的电子时钟通过液晶显示器显示，并能通过按键对时间进行设置。

第1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、秒显示功能

2具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能

3具有1224小时切换显示功能

1.2系统基本方案选择和论证

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。

STC89C52内部具有8KBROM存储空间,512字节数据存储空间，带有2K字节的EEPROM存储空间，与MCS-51系列单片机完全兼容,STC89C52可以通过串口下载。

方案二:

采用AT89S52。

AT89S52片内具有8K字节程序存储空间，256字节的数据存储空间没有EEPROM存储空间，也与MCS-51系列单片机完全兼容，具有在线编程可擦除技术。

两种单片机都完全能够满足设计需要，STC89C52相对ATS89C52价格便宜，且抗干扰能力强。

考虑到成本因素，因此选用STC89C52。

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，可用来显示数。

但体积较大，且价格也相对较高，从便携实用的角度出发，不采用此种方案。

方案二：

采用LED数码管动态扫描。

LED数码管价格便宜,对于显示数字最合适,但功耗较大，且显示容量不够，所以也不用此种方案。

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，显示多样,清晰可见,且价格适中，所以采用了LCD数码管作为显示。

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，节约成本，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、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,工作电压2.5V～5.5V范围内，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单片机作为主控制系统;采用DS1302作为时钟芯片;采用1602LCD液晶作为显示器件。

第2章主要元件介绍

2.1STC89C52介绍

2.1.1STC89C52主要功能及PDIP封装

STC89C52是由深圳宏晶科技公司生产的与工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机。

STC89C52主要功能如表2.1所示，其PDIP封装如图2.1所示

主要功能特性

兼容MCS51指令系统

8K可反复擦写FlashROM

32个双向IO口

256x8bit内部RAM

3个16位可编程定时计数器中断

时钟频率0-24MHz

2个串行中断

可编程UART串行通道

2个外部中断源

共6个中断源

2个读写中断口线

3级加密位

低功耗空闲和掉电模式

软件设置睡眠和唤醒功能

表2.1STC89C52主要功能

2.1.2STC89C52引脚介绍

①主电源引脚（2根）

VCC（Pin40）：

电源输入，接＋5V电源

GND（Pin20）：

接地线

②外接晶振引脚（2根）

XTAL1（Pin19）：

片内振荡电路的输入端

XTAL2（Pin20）：

片内振荡电路的输出端

③控制引脚（4根）

RSTVPP（Pin9）：

复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。

ALEPROG（Pin30）：

地址锁存允许信号

PSEN（Pin29）：

外部存储器读选通信号

EAVPP（Pin31）：

程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。

④可编程输入输出引脚（32根）

STC89C52单片机有4组8位的可编程IO口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。

P0口（Pin39～Pin32）：

8位双向IO口线，名称为P0.0～P0.7

P1口（Pin1～Pin8）：

8位准双向IO口线，名称为P1.0～P1.7

P2口（Pin21～Pin28）：

8位准双向IO口线，名称为P2.0～P2.7

P3口（Pin10～Pin17）：

8位准双向IO口线，名称为P3.0～P3.7

图2.1STC89C52PDIP封装图

2.1.3STC89C52最小系统

最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。

STC89C52最小应用系统电路如图2.2所示。

它包含五个电路部分：

电源电路、时钟电路、复位电路、片内外程序存储器选择电路、输入输出接口电路。

其中电源电路、时钟电路、复位电路是保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可。

①电源电路芯片引脚VCC一般接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源电压范围在4~5.5之间，可保证单片机系统能正常工作。

为提高电路的抗干扰性能，通常在引角Vcc与GND之间接上一个10uF的电解电容和一个0.1uF陶片电容，这样可抑制杂波串扰，从而有效确保电路稳定性。

②时钟电路单片机引脚18和引脚19外接晶振及电容，STC89C52芯片的工作频率可在2~33MHz范围之间选，单片机工作频率取决于晶振XT的频率，通常选用11