基于c51单片机的实用电子时钟设计_protel课程设计(编辑修改稿)

基于c51单片机的实用电子时钟设计_protel课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

3)FPGA 系统：用户可以用它进行可编程逻辑器件的设计，将设计完成后生成的熔丝文件烧录到逻辑器件中，就可以制作具备特定功能的元器件了。 4)VHDL 系统：主要用来进行硬件的编程工作。 Designer 改进方面 Altium Designer 解决了大量历史遗留的工具问题。 新版本中更关注于改进测试点的分配和管理、精简嵌入式开发、软设计中智能化调试和流畅的 License 管理功能。 增强了图形化 ERC 违规显示。 改进了 DirectX 图形重建速度。 PCB 板机械层设定增加到 32 层。 可以为 FPGA 仪器编写脚本等等。 武汉理工大学《 Protel》课程设计 3 2 电子时钟系统设计 本次课程设计目的是设计一个电子时钟，利用廉价的 STC89C52 作为主控芯片，以Dallas 生产的 DS12C887 作为时钟芯片，其最大的特点是不需要外接晶振。 设计 3 个独立按键用于设置时间。 使用 LCD1602 作为显示 器显示时间。 电源部分采用 LM7805 作为稳压源输出 5V 电压，另设一个插座可以从 USB 接口供电，实现了两路供电，加一个开关用于选择。 以下是 系统的原理框图。 图 1 系统框图 MCU 控制器简介 STC89C52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash存储器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线， 看门狗定时器 ，内置 4KB EEPROM， MAX810 复位电路， 2 个 16 位 定时器 /计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工 串行口。 另外 STC89X52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种 软件 可选择节电模式。 空闲模式下， CPU 停止工作， 单片机 独立键盘 LCD1602 DS12C887 稳压电源 电源 武汉理工大学《 Protel》课程设计 4 允许 RAM、 定时器 /计数器、串口、中断继续工作。 掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结， 单片机 一切工作停止，直到下 一个中断或硬件复位为止。 最高运作频率35MHz， 6T/12T 可选。 单片机最小系统 单片机最小系统包括振荡器电路，复位电路，单片机 EA 端接高电平（ Vcc）， P0 口需要接上拉电阻（ 10K）。 振荡器电路选用 12MHz 晶振，两个 30pf 电容，振荡器电路接单片机 XTAL1 和 XTAL2 引脚。 单片机最小系统原理图如下。 图 2 单片机最小系统 独立键盘 独立键盘的原理是：单片机的 I/O 口既可以作为输出也可以作为输入使用，当检测按键时用的是它的输入功能，我们把按键的一端接地，另一端与单片机的某个 I/O 口相连，开始时先给该 I/O 口赋一高电平，然后让单片机不断的检测该 I/O 口是否为低电平，当按键闭合时，即相当于该 I/O 口通过按键与地相连，变成低电平，程序一旦检测到 I/O 口变为低则说明按键被按下，然后执行相应的指令。 本次设计采用 3 个独立按键，分别用来实现设置调节位数，时间加和时间减三种功能。 武汉理工大学《 Protel》课程设计 5 图 3 独立按键 模块 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。 它由若干个 5X7 或者 5X11 等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。 在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点： 1) 显示质量高 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（ CRT）那样需要不断刷新新亮点。 因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。 2) 数字式接口 液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 武汉理工大学《 Protel》课程设计 6 3) 体积小 4) 重量轻 液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。 5) 功耗低 相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC 上，因而耗电量比其它显示器要少得多。 1602 液晶模块内部的控制器共有 11 条控制指令，如表 1 所示： 表 1 控制命令表 序号 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置输入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开 /关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符发生存贮器地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址 0 0 1 显示数据存贮器地址 9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址 10 写数到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要写的数据内容 11 从 CGRAM或 DDRAM读数 1 1 读出的数据内容 武汉理工大学《 Protel》课程设计 7 图 4LCD1602 时钟芯片 DS12C887 时钟芯片能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部有世纪寄存器，从而利用硬件电路解决“千年”问题。 DS12C887 中自带锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够坚持 10 年之久。 对于一天内的时间记录，有 12 小时制和24 小时制两种模式。 在 12 小时制模式中，用 AM 和 PM 区分上午和下午；芯片内部时间的存储方式也有两种，一种用二进制数表示，另一种是 BCD 码表示。 DC12C887 时钟芯片中带有 128B RAM，其中 11B RAM 用来存储时间信息； 4B RAM 用来存储 DS12C887 的控制信息，称为控制寄存器； 113B 通用 RAM 供用户使用。 此外，用户还可以对 DS12C887进行编程以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽。 该芯片内部有一个精密的温度补偿电路用来监视 VCC 的状态，如果检测到主电源故障，该器件可以自动切换到备用电源供电。 Vbackup 引脚用于支持可充电电池或超级电容，内部包括一个始终有效的涓流充电器。 DS12C887 可以通过一个多路复用的单字节接口访问，该接口支持 Intel 模式和 Motorola 模式。 DS12C887 将它自己与石英晶体和电池集成在一起。 武汉理工大学《 Protel》课程设计 8 图 5DS12C887 芯片 电源模块 图 6 电源电路 该电路采用变压器与三端稳压器 7805 相结合。 使 220V电压经 220V~12V变压器变压，降为 12V。 经过桥式整流并利用两个容量较大的电容滤波，从而得到较为稳定的直流电压。 通过 7805 型号的三端稳压器稳压之后，输出一个电压为 5V 的直流稳压电源。 武汉理工大学《 Protel》课程设计 9 3 原理图绘制 Altium Designer 电路原理图的设计流程如图 7 所示： 图 7 设计流程 创建新的 PCB 工程文件 启动 Altium Designer，依次执行菜单命令【 File】、【 New】、【。