单片机多功能数字电子时钟设计毕业设计论文 精品Word格式文档下载.docx

1、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、秒显示功能，2具有年、月、日、星期、时、分、秒校正功能，3具有12/24小时切换显示功能，4具有显示温度功能。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8KB ROM 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

2、、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

3、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。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.1.2.4温度传感器的选择方案与论证:方案一：使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻

4、相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换。此设计方案需用A/D转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。方案二：采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除A/D模块，降低硬件成本，简化系统电路。另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。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1602 LCD液晶作为

5、显示器件。第二章 主要元器件介绍2.1 STC89C52介绍2.1.1 STC89C52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1所示 其PDIP封装如表1所示 主要功能特性。表2-1 STC89C52主要功能表:主要功能特性32兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256X8Bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率024MHZ2个串行中断可编程UART串行通道两个外部中断共6个中断源2个读写中中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置

6、睡眠和唤醒功能2.1.2 STC89C52引脚介绍 主电源引脚 （2根） VCC（Pin40）: 电源输入，接+5V电源GND（Pin20）: 接地线外接晶振引脚 （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控制引脚 （4根） RST/VPP（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。ALE/PROG（Pin30）: 地址锁存允许信号PSEN（Pin29）: 外部存储器读选通信号EA/VPP（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。可编程输

7、入/输出引脚 （32根） STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚）， 共32根。P0口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线 名称为P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线 名称为P1.0P1.7P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线 名称为P2.0P2.7P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线 名称为P3.0P3.7其功能引脚如图2-1所示。图2-1 STC89C52 PDIP封装图2.1.3 STC89C52最小系统最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。STC89C

8、52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。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45.5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。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23

9、3MHz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11.0592MHz晶振。两个小电容通常取值3pF，以保证振荡器电路的稳定性及快速性。复位电路 一般若在引脚RST上保持24个工作主频周期的高电平，单片机就可以完成复位但为了保证系统可靠地复位 复位电路应使引脚RST保持10ms以上的高电平。如图复位电路带有上电自动复位功能当电路上电时，由于C1电容两端电压值不能突变，电源+5V会通过电容向RST提供充电电流，因此在RST引脚上产生一高电平，使单片机进入复位状态。随着电容C1充电，它两端电压上升使得RST电位下降，最终使单片机退出复位状态。正常运行时可按复位按钮对单片机复位，如图2

10、-2所示图2-2 STC89C52最小系统2.2 DS1302时钟芯片介绍2.2.1 DS1302概述DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V 5.5V。采用双电源供电，主电源和备用电源，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。采用三线接口与CPU进行同步通信，图2-3所示图2-3 DS1302封装图2.2.2 DS1302引脚介绍各引脚功能为： VCC：主电源 Vcc2:备用电源。当Vcc2Vcc1+0.2V时,由Vcc2向DS1302供电:当Vcc2Vcc1时

11、,由Vcc1向DS1302供电。SCLK: 串行时钟输入端,控制数据的输入与输出I/O: 三线接口时的双向数据线CE: 输入信号,在读、写数据期间必须为高2.2.3 DS1302使用方法（1） 时钟芯片DS1302的工作原理 DS1302在每次进行读、写程序前都必须初始化,先把SCLK端置 “0”,接着把RST端置“1”,最后才给予SCLK脉冲; 读/写时序如图5所示。表2为DS1302的控制字,此控制字的位7必须置1, 若为0则不能把对DS1302进行读写数据。对于位6,若对程序进行读/写时RAM=1,对时间进行读/写时, CK=0。位1至位5指操作单元的地址。位0是读/写操作位,进行读操作

12、时,该位为1;该位为0则表示进行的是写操作。控制字节总是从最低位开始输入/输出的。表6为DS1302的日历、时间寄存器内容:“CH”是时钟暂停标志位 当该位为1时,时钟振荡器停止,DS1302处于低功耗状态 当该位为0时 时钟开始运行。“WP”是写保护位,在任何的对时钟和RAM的写操作之前 WP必须为0。当“WP”为1时 写保护位防止对任一寄存器的写操作。（2） DS1302的控制字节DS1302的控制字如表所示。控制字节最高有效位（位7） 必须是逻辑1,如果它为0,则不能把数据写入DS1302中,位6为 0,表示存取日历时钟数据,为1表示存取RAM数据:位5至位1指示操作单元的地址最低有效位

13、（位0） 如为0表示要进行写操作,为1表示进行读操作,控制字节总是从最低位开始传输表2-2 DS1302的控制字格式RAM RD1 A4 A3 A2 A1 A0/ CK /WR（3） 数据输入输出（I/O）在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。其读写时序如图2-4示图2-4 DS1302读写程序（4）DS1302寄存器；DS1302中与时间、日期有关的寄存器共有12个，其中7个存放数据的格式为BCD码格式，其读写地址如下表所示。表2-3 DS1302时钟寄存器读寄存器写寄Bit7范围81H80HCH10秒秒005983H82H10分分85H84H1210时02324AM/PM1