基于51单片机的数字时钟的设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)

基于51单片机的数字时钟的设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

日历还有 RAM 寄存器规定成多字节，方便寻址。 由以上可知，位6 选择要寻址的对象是什么，而最低位来决定是读还是写操作。 因为读写都是从最低位开始的，必须按顺序先写最开始的 8 个寄存器。 但当选择写 RAM 时，不管是不是把所有的 31 个字节都写进去了，都能保证这所有的 31 个字节都能够送入RAM 里面。 要想充分利用 DS1302 芯片的功能，还必 须对它的具体的寄存器和控制字有所了解，内部寄存器地址和内容 详见 表 1 1。 寄存器名 命令字节 取值范围 寄存器内容 写 读 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 00～ 59 CH 10s SEC 分寄存器 82H 83H 00～ 59 0 10min MIN [小 ]时寄存器 84H 85H 00～ 23 或01～ 12 12/24 0 10A/P HR HR 日期寄存器 86H 87H 01 ～ 28 ，29， 30， 31 0 0 10DATE DATE 基于 51 单片机的数字时钟的设计 7 月份寄存器 88H 89H 01～ 12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01～ 07 0 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 00～ 99 10YEAR YEAR 表 1 1 DS1302 内部寄存器地址和内容 DS1302 一共有 12 个寄存器，这里面主要有 7 个寄存器是和我们所要用到的时钟日历有联系的，它们都是按 BCD 码的形式来存放数据的。 奇数时进行读操作，而偶数时执行写操作。 DS1302 是可以暂停工作的，主要受寄存器的位 7 影响。 当位 7 是逻辑 0 的时候 ， DS1302 才开始工作，当它是逻辑 1 时，芯片会停止当前工作。 通常情况下，都是在 DS1302 进入写操作时，芯片才会停止振荡，进入备份模式 [5]。 1602 显示屏 （ 1） 显示屏介绍 1602 显示屏实物如 图 1 4 所示。 基于 51 单片机的数字时钟的设计 8 图 1 4 1602 显示屏 LCD1602 的显示容量是 16*2 个字符，工作电压合电流分别是 5V 和 2mA，字符尺寸是 *。 本次毕业设计采用的是无背光（ 14 引脚）的 LCD1602，各引脚说明如下： 1 脚和 2 脚： VSS 和 VDD 分别接地和 5V 电源。 3 脚：用来调整显示器的对比度，对比度在接地时最高，在接电源时最低，使用过程中接一个 10K 电位器可以合理地对对比度进行调整。 4 脚： RS，对寄存器具有选择功能，当接高电平时，选择的是数据寄存器，当接低电平时，相应地选择指令寄存器。 5 脚：是选择读写的信号端，用 R/W 来表示。 当接低电平时选择写操作，当接高电平时选 择的是读操作。 6 脚：使能端，用 E 表示，当它从高电平变成低电平有效时，开始执行命令。 7 到 14 脚：这八个引脚分别代表 8 个 8 位的双向数据线，用 D0 到 D7 表示。 （ 2）数码管显示原理 以共阳极为例，内部结构如 图 1 5 所示。 基于 51 单片机的数字时钟的设计 9 图 1 5 数码管内部结构 数码管显示，需要驱动电路的作用，通过驱动电路，使得不同的码段发亮，来达到效果。 数码管显示有静态方式和动态方式两种： ① 静态显示：静态显示必须保证 每一个 数 码管的段选端都要接一个 8 位数据线，字形一旦送入，就能一直保持，当下一个字形再输入时才发生变化。 使用静态显示，对 CPU 占用少，编程简单，但是电路会比较复杂，操作性不高。 ② 动态显示： 动态显示需要把数码管所有段选端并联，通过位选线来选择点亮哪一段。 如图 4 所示有 a 到 dp8 个端，把这 8 个端口 并联在一条线上，在数码管公共级接上位选通控制电路，每个端口的 I/O 线控制自己的选通端。 然后工作时，单片机会把需要选择的数码管的选通控制打开，没选中的就不工作，这样来实现需要得到的数字。 动态显示相比于静态显示，可以节省更多的 I/O 端口，功耗低，较为实用。 元件清单 元器件清单见 表 1 2 元器件清单。 元件名 封装 标称值 说明 数量 C1 直插 10uF 电解电容 1 C2 直插 20pF 1 C3 直插 20pF 1 C4 直插 1 C5 直插 22uF 电解电容 1 R 直插 1k、 1k、 510不等 15 基于 51 单片机的数字时钟的设计 10 B1 直插 蜂鸣器 1 V1 直插 8550 三极管 1 Y1 直插 晶振 1 Y2 直插 晶振 1 K1 直插 自锁按钮 电源 开关 1 K2到 K7 直插 微动开关 按键 1到 6 6 U1 直插 STC89C52 单片机 主芯片 1 U2 DIP8 DS1302 时钟芯片 1 液晶屏 LCD1602 无背光显示屏 1 纽扣电池 CR2302 3V 1 J1 4脚插针 1 J2 SIP16 显示接口 16脚插座 1 单片机插座 DIP40 1 表 1 2 元器件清单 基于 51 单片机的数字时钟的设计 11 第 2 章 硬件 电路图设计 Protel 硬件开发及介绍 Protel 是我们 国内 目前 最流行的通用 EDA 软件， 它是一个整体的工作平台，包含了电路原理图的设计、 PCB板设计、电路仿真还有 PLD 设计等多个模块于一身的设计软件 ，是第一个将 EDA软件设计成基于 Windows系统下的应用软件。 Protel 的包括了许多功能 ，在电子电路设计领域占有极其重要的地位。 它集成了软件界面、仿真功能和 PLD设计和信号完整性分析，在此基础上 Protel 99SE 又增加了一些新的功能， 使用起来 更加方便灵活。 它 因为具有很好的实用性，而且容易掌握 ，逐渐获得 广大硬件设计人员的青睐，是目前众多 EDA 设计软件中用户最多的产品之一。 Altium Designer 是 Protel 原厂 Altium 公司开发的一款用于板级设计的软件。 该软件可以支持 PCB 集成化设计，嵌入式软件开发和 FPGA 设计等多种功能。 它以 EDA 为工作平台，是第一款将 EDA 软件设计在 Windows 下运行的产品。 它的功能非常强大，主要包括原理图设计，信号仿真， PLD 模块设计和完整性分析四个模块，在我们电子电路设计行业中发挥着重大作用。 （ 1） 原理图设计 制作电子器件电路图是最基本的要素， Protel 软件对各种电子器件都予以收录并说明，各自用特殊的图形符号来表示。 我们可以利用它将这些图形符号施以必要的结点和线路连接起来得到我们需要的电路图。 （ 2） PCB 设计板块 想要得到电子成品，仅有电路图是不够的，还需要实物化， PCB 设计就是把基本的电路图转化成电路板的过程。 利用该软件可以方便对电路图做出改动，具有很强的自动功能，制作出符合我们要求的电路板。 （ 3） 信号仿真 电路板设计好后，可以通过软件进行 仿真实验，从仿真元件库中找到相应元件，连接好后，加上电源，就能完成对电路的仿真，大大提高效率 [6]。 基于 51 单片机的数字时钟的设计 12 电路总体设计图 本次设计的核心部分就是单片机芯片 STC89C52，用它来实现最主要的控制功能。 然后由外部电源对它供电，还需要对六键键盘操作，向芯片内部传递我们想要实现的信息，这样单片机才能接受信息，开始工作。 然后芯片根据所收到的信息，将我们需要的信息再通过外部器件传达给我们。 时间信息显示在 1602 显示屏上面，当时间走到我们设定的闹钟时刻时，单片机会向蜂鸣器发出指令，起到报警作用，达到我们想要的 闹铃效果。 当所接的外部电源断开时， DS1302 时钟芯片在掉电情况下在纽 扣电池作用下可以保持继续工作，确保走时的准确性。 所以电路设计的总体思路 如 图 2 1。 图 2 1 电路设计流程 电路的 PCB 图 见按键输 入 电源供 电 单片机主芯片 显示屏 时钟芯片 闹钟电路 基于 51 单片机的数字时钟的设计 13 A1B2B1E2C3B1V18550+5VR3510RST9RXD/10INT0/12INT1/13T0/14T1/15EA/VPP31XTAL119GND203938373635343332123456782122232。