基于单片机的电子时钟设计.pdf

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.00M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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第2章　方案设计

实现电子时钟的方案较多，目前广泛采用的是基于数码管LED和液晶LCD显示，本设计将介绍基于单片机学习

3.3.3 复位电路

3.3.4.1　LCD1602显示模块

3.3.4.3　LCD1602的显示操作

4.2 程序设计步骤

4.3 程序的主要模块

1.延时程序

在液晶显示时，必然用到延时程序，这里使用延迟50ms的程序，此程序需要反复调用。此段程序是很简单的，

LCDRS=0;

P0=com;

delay(5);

LCDEN=1;

delay(5);

LCDEN=0;

}

void write_date(uchar date) //液晶写数据函数

{

LCDRS=1;

P0=date;

delay(5);

LCDEN=1;

delay(5);

LCDEN=0;

}

3. 初始化程序

第五章设计总结

等级: 课程设计课程名称单片机原理及应用课题名称基于 1602 电子时钟设计专班学姓业级号名自动化 1591 班 201501209104 阳辉指导老师周向红、寻大勇、赵葵银 2017 年 12 月 04 日

电气信息学院课程设计任务书课题名称姓名指导老师基于 1602 电子时钟设计阳辉专业自动化班级 1591 班学号 04 周向红、赵葵银、寻大勇课程设计时间 2017 年 12 月 4 日-2017 年 12 月 15 日（14、15 周）教研室意见意见：一、任务及要求设计任务：审核人：以单片机为核心设计一个电子时钟。能焊接开发板的同学，在开发板上进行调试。（1）时间显示在 1602 液晶上，并且按秒实时更新。（2）使用按键随时调节时钟的时、分、秒，按键可设计三个有效键，分别为功能选择键、数值增大键和数值减小键。（3）每次有键按下时地，蜂鸣器都以短“滴”声报警。（4）如何继续断电前的时间。设计要求：（1）确定系统设计方案；（2）进行系统的硬件设计；（3）完成必要的参数计算与元器件选择；（4）开发板焊接及测试 (5）完成应用程序设计； (6）应用系统的硬件和软件的调试。

二、进度安排第一周：周一：集中布置课程设计相关事宜，并查阅、收集相关设计资料。周二：系统方案设计。周三～周五：实验室进行硬件设计，软件设计及调试。第二周：周一～周二：实验室系统仿真及硬件调试。周三：实验室检查调试结果。周四：撰写设计报告。周五：进行答辩和上交设计说明书。三、参考资料 1、周向红.51 系列单片机应用与实践教程.北京航空航天大学出版社.2008.5 2、周向红.51 单片机课程设计.华中科技大学出版社.2011.1 3、王迎旭.单片机原理及应用（第 2 版）.机械工业出版社.2012.2 4、郭天祥.51 单片机 C 语言教程（入门提高开发拓展全攻略）.电子工业出版社.2012.1 5、樊思奇.80C51 单片机 C 语言程序设计完全手册.电子工业出版社.2014.5

目录第 1 章课题介绍...........................................................................................................................1 第 2 章方案设计...........................................................................................................................1 第 3 章硬件设计...........................................................................................................................2 3.1 89C52 单片机的内部结构.......................................................................................2 3.2 89C52 单片机的引脚功能.......................................................................................2 3.3 89C52 单片机的模块设计.......................................................................................4 3.3.1 单片机与 P0 口排阻...................................................................................4 3.3.2 USB 供电电路部分......................................................................................5 3.3.3 复位电路.....................................................................................................5 3.3.4 显示模块设计.............................................................................................5 3.3.5 晶振电路部分...........................................................................................10 3.3.6 蜂鸣器电路...............................................................................................11 3.3.7 矩阵键盘电路...........................................................................................11 3.3.8 24C02 锁存电路........................................................................................12 3.4 89C52 的资源分配表.............................................................................................12 第 4 章系统软件设计.................................................................................................................13 4.1 软件程序流程.......................................................................................................13 4.2 程序设计步骤........................................................................................................13 4.3 程序设计的主要模块............................................................................................14 第 5 章设计总结..................................................................................................................21 参考文献.................................................................................................................................21 致谢......................................................................................................................................22 附录 1（程序清单）.................................................................................................................23 附录 2（调试过程图）............................................................................................................35

第 1 章课题介绍随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用。单片机以体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。而电子时钟作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是是单片机实验中一个很常用的。因为它有很好的开放性和可发挥性，因此对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力更加强调了对单片机扩展的应用。而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。利用单片机和 1602 液晶屏来实现日期、时间的显示，即是一个电子时钟。具体的功能如下：（1）时间显示在 1602 液晶显示屏上，并且按秒实时更新。（2）可以使用电路板上的按键随时调节时钟的时、分、秒，按键可设计三个有效键，分别为功能选择键、数值增大键和数值减小键。（3）每次有键按下时地，蜂鸣器都以短“滴”声报警。（4）利用板子上的 AT24C02 设计实现断电自动保护显示数据的功能，当下次上电时会接着上次断电前的时间数据继续运行（5）在设计过程中，在液晶显示屏第一行显示时间，采用功能键调节年月日及其星期的调节。第 2 章方案设计实现电子时钟的方案较多，目前广泛采用的是基于数码管 LED 和液晶 LCD 显示，本设计将介绍基于单片机学习板以为外接液晶模块实现的方案。方案一：数码管 LED 动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。方案二：液晶 LCD 显示。所谓液晶 LCD 的显示，就是以电流刺激液晶分子产生点，显示字符的行数和液晶的点阵行。液晶体积小、功耗低、显示简单。从节省功耗，体积，I/O 口的节省，本设计采用方案二。单片机系统方案此方案采用蜂鸣器电路+USB 供电电路+晶振电路+复位电路 +AT89C52+1602 液晶显示电路 1

第 3 章硬件设计 3.1 AT89C52 单片机的内部结构图 3-1 为 80C52 单片机功能结构框图 89C52 芯片内部集成了 CPU、RAM、ROM、定时/计数器和 I/O 口等各功能部件，并由内部总线把这些连接在一起。 89C52 单片机内部包含以下一些功能部件： (1) 一个 8 位 CPU； (2) 一个片内振荡器和时钟电路； (3) 4KB ROM； (4) 128B 内 RAM； (5) 可寻址 64KB 的外 ROM 和外 RAM 控制电路； (6) 三个 16 位定时/计数器； (7) 21 个特殊功能寄存器； (8) 4 个 8 位并行 I/O 口，共 32 条可编程 I/O 端线； (9) 一个可编程全双工串行口； (10) 5 个中断源，可设置成 2 个优先级。 3.2 AT89C52 单片机的引脚功能 89C52 单片机一般采用双列直插 DIP 封装，共 40 个引脚，图 3-2 分别为引脚排列图和逻辑符号图。40 个引脚大致可分为 4 类：电源、时钟、控制和 I/O 引脚。 1.电源 (1)Vcc——芯片电源，接+５Ｖ； (2)Vss——接地端。 2.时钟 XTAL1、XTAL2——晶体振荡电路反相输入端和输出端。使用内部振荡电路时外接石英晶体。 3.控制线控制线共有 4 根，其中 3 根是复用线。所谓复用线是指具有两种功能，正常使用时是一种功能，在某种条件下是另一种功能。 (1)ALE/PROG——地址锁存允许/片内 EPROM 编程脉冲。 ①ALE 功能：用来锁存 P0 口送出的低 8 位地址。 80C52 在并行扩展外存储器（包括并行扩展 I/O 口）时，P0 口用于分时传送低 8 位地址和数据信号，且均为二进制数。那么如何区分是低 8 位地址还是 8 位数据信号呢？当 ALE 信号有效时，P0 口传送的是低 8 位地址信号；ALE 信号无效时，P0 口传送的是 8 位数据信号。在 ALE 信号的下降沿，锁定 P0 口传送的内容，即低 8 位地址信号。需要指出的是，当 CPU 不执行访问外 RAM 指令（MOVX）时，ALE 以时钟振荡频率 1 / 6 的固定频率输出，因此 ALE 信号也可作为外部芯片 CLK 时钟或其他需要。但是，当 CPU 执行 MOVX 指令时，ALE 将跳过一个 ALE 脉冲。 ALE 端可驱动 8 个 LSTTL 门电路。 2

②PROG 功能：片内有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，此引脚输入编程脉冲。 (2)PSEN——外 ROM 读选通信号。 80C51 读外 ROM 时，没个机器周期内 PSEN 两次有效输出。PSEN 可作为外 ROM 芯片输出允许 OE 的选通信号。在读内 ROM 或读外 RAM 时，PSEN 无效。 PSEN 可驱动 8 个 LSTTL 门电路。 (3) RST/Vpd——复位/备用电源。 ①正常工作时，RST（Reset）端为复位信号输入端，只要在该引脚上连续保持两个机器周期以上高电平，80C52 芯片即实现复位操作，复位后一切从头开始， CPU 从 0000H 开始执行指令。 ②Vpd 功能：在 Vcc 掉电情况下，该引脚可接上备用电源，由 Vpd 向片内供电，以保持片内 RAM 中的数据不丢失。 (4) EA/Vpp ——内外 ROM 选择/片内 EPROM 编程电源。 ①EA 功能：正常工作时，EA 为内外 ROM 选择端。80C52 单片机 ROM 寻址范围为 64KB，其中 4KB 在片内，60KB 在片外（80C31 芯片无内 ROM，全部在片外）。当 EA 保持高电平时，先访问内 ROM，但当 PC（程序计数器）值超过 4KB （0FFFH）时，将自动转向执行外 ROM 中的程序。当 EA 保持低电平时，则只访问外 ROM，不管芯片内有否内 ROM。对 80C31 芯片，片内无 ROM，因此 EA 必须接地。 ②Vpp 功能：片内有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，此引脚用于施加编程电源 Vpp。 4. I/O 引脚对 4 个控制引脚，应熟记起第一功能，了解其第二功能。严格来讲，80C52 的控制线还应该包括 P3 口的第二功能。 89C52 共有 4 个 8 位并行 I/O 端口,共 32 个引脚 (1)P0 口——8 位双向 I/O 口。在不并行扩展外存储器(包括并行扩展 I/O 口)时, P0 口可用作双向 I/O 口。在并行扩展外存储器(包括并行扩展 I/O 口)时, P0 口可用于分时传送低 8 位地址(地址总线)和 8 位数据信号(数据总线)。位结构如图 3-3 所示。P0 口能驱动 8 个 LSTTL 门。 (3) P2 口——8 位准双向 I/O 口。在不并行扩展外存储器(包括并行扩展 I/O 口)时, P2 口可用作双向 I/O 口。在并行扩展外存储器(包括并行扩展 I/O 口)时, P2 口可用于传送高 8 位地址(属地址总线) 。P2 口能驱动 4 个 LSTTL 门。P2 口的位结构如图 3-5 所示，引脚上拉电阻同 P1 口。在结构上，P2 口比 P1 口多一个输出控制部分。 (4) P3 口——8 位准双向 I/O 口。可作一般I/O 口用,同时P3 口每一引脚还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。P3 口驱动能力为 4 个 LSTTL 门. P3 口第二功能如下: P3.0——RXD:串行口输入端; P3.1——TXD:串行口输出端; P3.2——INT0:外部中断 0 请求输入端; P3.3——INT1:外部中断 1 请求输入端 P3.4——T0:定时/计数器 0 外部信号输入端; 3

P3.5——T1:定时/计数器 1 外部信号输入端; P3.6——WR:外 RAM 写选通信号输出端; P3.7——RD:外 RAM 读选通信号输出端。上述 3 个 I/O 口,各有各的用途。在不并行扩展外存储器(包括并行扩展 I/O 口)时, 3 个 I/O 口都可作为双向 I/O 口用。在并行扩展外存储器(包括并行扩展 I/O 口)时, P0 口专用于分时传送低 8 位地址信号和 8 位数据信号,P2 口专用于传送高 8 位地址信号。P3 口根据需要常用于第二功能,真正可提供给用户使用的 I/O 口是 P1 口和一部分未用作第二功能的 P3 口端线。 3.3 模块设计 3.3.1 单片机与 P0 口排阻: 如图 3.3.1 所示，本设计主要的硬件 89C52 以及上拉电阻连接线路图。图 3.3.1 4

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