电子时钟设计DS1302+1602+可调闹钟+程序清单.docx
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电子时钟设计DS1302+1602+可调闹钟+程序清单
摘要
跟着单片机技巧的飞速成长,在其推进下,现代的电子产品几乎渗入渗出到了社会的各个范畴,有力地推进了社会临盆力的成长和社会信息化程度的进步,同时也使现代电子产品机能进一步进步.
时光就是金钱.时光就是性命.时光就是成功……,精确的控制时光和分派时光对人们来说至关重要,时钟是我们生涯中必不成少的对象.电子钟的设计办法有许多种,但是基于单片机并经由过程LCD显示的电子时钟具有编程灵巧.精确度高.便于携带.显示直不雅等特色.
应用STC89C52单片机对DS1302时钟芯片进行读写操纵并经由过程1602字符液晶显示实不时钟信息,如许便构成了一个单片机电子时钟.
症结词:
单片机,电子时钟,STC89C52,蜂鸣器
Abstract
Withtherapiddevelopmentofmicrocomputertechnologyinitspromotion,modernelectronicsintoalmostallareasofsociety,astrongimpetustothedevelopmentofsocialproductiveforcesandsocialimprovementinthelevelofinformation,butalsotofurtherimprovetheperformanceofmodernelectronicproducts.
Timeisamoney,timeislife,timeisvictory…Accurategraspoftimeandallocationoftimeiscrucialtopeople,Theclockisnecessaryinourlifetools.ClockDesignTherearemanyways,however,producedbysinglechipelectronicclockismoreflexibleprogramming,andeasyexpansionofelectroniccapabilities,highaccuracy,easytocarry,displayvisualandsoon.
Inthispaper,throughtheuseofSTC89C52microcontrollerbyDS1302clockchipsforreadingandwritingoperationandthrough1602characterliquidcrystaldisplayreal-timeclockinformationsothatformingasinglechipelectronicclock.
KeyWords:
Microcontroller,STC89C52,Electronicclock,buzzer
目次
2.2.4时钟集成模块内部道理图以及什物图--------------8
2.3.4LCD显示模块道理图-----------------------------13
5.1体系测试------------------------------------17
5.2总结----------------------------------------17
参考文献-------------------------------------18
源程序清单-----------------------------------18
附录-----------------------------------------35
绪论
概述
时光,对人们来说是异常珍贵的,精确的控制时光和分派时光对人们来说至关重要.是以自从时钟创造的那刻起,就成为人类的好同伙.跟着时光的流逝,科学技巧的不竭成长和进步,人们对时光计量的精度请求越来越高,应用越来越广.如何让时钟更好.更便利.更精确的显示时光,这就请求人们不竭设计研发出新型的时钟.
高精度的计时对象大多半都应用了石英晶体振荡器,因为电子钟,石英表,石英钟都采取了石英技巧,是以走时精度高,稳固性好,应用便利,不须要经常调校.数字式电子钟用集成电路计不时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替指针进而显示时光,减小了计时误差,这种表具有时,分,秒显示时光的功效,还可以进行时和分的校订,片选的灵巧性好.
时钟电路在盘算机体系中起着异常重要的感化,是包管体系正常工作的基本.在单片机的应用体系中,时钟有两个方面的寄义:
一是指为包管体系正常工作的基准振荡准时旌旗灯号,重要由晶振和外围电路构成,晶振频率的大小决议了单片机体系工作的快慢;二是指体系的尺度准不时钟,即准不时光,它平日有两种实现办法:
一是用软件实现,即用单片机内部的可编程准时器/计数器来实现;二是用专门的时钟芯片实现.
研讨目标
经由过程应用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.设计的电子时钟经由过程液晶显示器显示,并能经由过程按键对时光以及闹钟进行设置.
第1章设计请求与计划论证
1.1设计请求:
1具丰年.月.日.礼拜.时.分.秒显示功效()
2具备年.月.日.礼拜.时.分.秒校准功效
3具有闹钟显示.调节设定.鸣叫功效
1.2体系根本计划选择和论证
1单片机芯片的选择计划和论证:
计划一:
采取STC89C52芯片作为硬件焦点.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系列单片机完整兼容,STC89C52可以经由过程串口下载.
计划二:
采取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系列单片机完整兼容,具有在线编程可擦除技巧.
两种单片机都完整可以或许知足设计须要,STC89C52相对ATS89C52价钱便宜,且抗干扰才能强.斟酌到成本身分,是以选用STC89C52.
1显示模块选择计划和论证:
计划一:
采取点阵式数码管显示.点阵式数码管是由八行八列的发光二极管构成,对于显示文字比较合适,如采取在显示数字显得太糟蹋,且也相对较高,所以不必此种作为显示.
计划二:
采取LED数码管动态扫描.LED数码管价钱便宜,对于显示数字最合适,但功耗较大,且显示容量不敷,所以也不必此种计划.
计划三:
采取LCD液晶显示屏.液晶显示屏的显示功效壮大,可显示大量文字,显示多样,清楚可见,且价钱适中,所以采取了LCD数码管作为显示.
1时钟芯片的选择计划和论证:
计划一:
直接采取单片机准时计数器供给秒旌旗灯号,应用程序实现年.月.日.礼拜.时.分.秒计数.采取此种计划固然削减芯片的应用,勤俭成本,但是,实现的时光误差较大.所以不采取此计划.
计划二:
采取DS1302时钟芯片实现时钟,DS1302芯片是一种高机能的时钟芯片,可主动对秒.分.时.日.周.月.年以及闰年抵偿的年进行计数,并且精度高,工作电压2.5V~nA.
1.3电路设计最终计划决议
综上各计划所述,对此次作品的计划选定:
采取STC89C52单片机作为主控制体系;采取DS1302作为时钟芯片;采取1602LCD液晶作为显示器件.
第2章重要元件介绍
STC89C52以及最小体系介绍
2.1.1STC89C52重要功效及PDIP封装
STC89C52是由深圳宏晶科技公司临盆的与工业尺度MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机.STC89C52重要功效如表1所示,其PDIP封装如图2所示
表1:
STC89C52重要功效
重要功效特征
兼容MCS51指令体系
8K可重复擦写FlashROM
32个双向I/O口
256x8bit内部RAM
3个16位可编程准时/计数器中止
时钟频率0-24MHz
2个串行中止
可编程UART串行通道
2个外部中止源
共6个中止源
2个读写中止口线
3级加密位
低功耗余暇和失落电模式
软件设置睡眠和叫醒功效
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)
RST/VPP(Pin9):
复位引脚,引脚上消失2个机械周期的高电平将使单片机复位.
ALE/PROG(Pin30):
地址锁存许可旌旗灯号
PSEN(Pin29):
外部存储器读选通讯号
EA/VPP(Pin31):
程序存储器的表里部选通,接低电平从外部程序存储器读指令,假如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I/O口,分离位P0.P1.P2.P3口,每个口有8位(8根引脚),共32根.
P1口(Pin1~Pin8):
8位准双向I/O口线,名称为P1.0~P1.7
P2口(Pin21~Pin28):
8位准双向I/O口线,名称为P2.0~P2.7
图2:
STC89C52PDIP封装图
2.1.3STC89C52最小体系
最小体系是指能进行正常工作的最简略电路.STC89C52最小应用体系电路如图3所示.它包含五个电路部分:
电源电路.时钟电路.复位电路.片表里程序存储器选择电路.输入/输出接口电路.个中电源电路.时钟电路.复位电路是包管单片机体系可以或许正常工作的最根本的三部分电路,缺一不成.
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,电源电压规模在4~5.5之间,可包管单片机体系能正常工作.
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规模之间选,单片机工作频率取决于晶振XT的频率,平日选用11.0592MHz晶振.两个小电容平日取值3pF,以包管振荡器电路的稳固性及快速性.
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,但为了包管体系靠得住地复位,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主动复位功效,当电路上电时,因为C1电容两头电压值不克不及突变,电源+5V会经由过程电容向RST供给充电电流,是以在RST引脚上产生一高电平,使单片机进入复位状况.跟着电容C1充电,它两头电压上升使得RST电位降低,最终使单片机退出复位状况.正常运行时,可按复位按钮对单片机复位
图3:
STC89C52最小体系
2.2DS1302时钟芯片以及时钟集成模块介绍
.1DS1302概述
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高机能.低功耗.带RAM的实不时钟芯片,它可以对年.月.日.周日.时.分.秒进行计时,具有闰年抵偿功效,工作电压为2.5V~5.5V.采取双电源供电(主电源和备用电源),同时供给了对后背电源进行涓细电流充电的才能.采取三线接口与CPU进行同步通讯
图4:
DS1302封装图
2.2.2DS1302引脚介绍
各引脚功效为:
Vcc:
主电源;Vcc2:
备用电源.当Vcc2>Vcc1+0.2V时,由Vcc2向DS1302供电;当Vcc2 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: 输入旌旗灯号,在读.写数据时期必须为高 2.2.3DS1302应用办法 (1)时钟芯片DS1302的工作道理: 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”,最后才赐与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则不克不及把对DS1302进行读写数据.对于位6,若对程序进行读/写时RAM=1,对时光进行读/写时,CK=0.位1至位5指操纵单元的地址.位0是读/写操纵位,进行读操纵时,该位为1;该位为0则暗示进行的是写操纵.控制字节老是从最低位开端输入/输出的.表6为DS1302的日历.时光存放器内容: “CH”是时钟暂停标记位,当该位为1时,时钟振荡器停滞,DS1302处于低功耗状况;当该位为0时,时钟开端运行.“WP” 是写呵护位,在任何的对时钟和RAM的写操纵之前,WP必须为0.当“WP”为1时,写呵护位防止对任一存放器的写操纵. (2)DS1302的控制字节 DS1302的控制字如表所示.控制字节最高有用位(位7)必须是逻辑1,假如它为0,则不克不及把数据写入DS1302中,位6假如0,则暗示存取日历时钟数据,为1暗示存取RAM数据;位5至位1指导操纵单元的地址;最低有用位(位0)如为0暗示要进行写操纵,为1暗示进行读操纵,控制字节老是从最低位开端传输 1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD CK WR 表2: DS1302控制字 (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开端.同样,在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的降低沿读出DS1302的数据,读出数据时从低位0位到高位7.其读写时序如图示 图5: DS1302读写时序 (4)DS1302存放器 DS1302中与时光.日期有关的存放器共有12个,个中7个存放数据的格局为BCD码格局,其读写地址如下表所示 读存放器 写存放器 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 规模 81H 80H CH 10秒 秒 00--59 83H 82H 10分 分 00--59 85H 84H 12 0 10 时 时 0--23 24 AM/PM 1--12 87H 86H 10日 日 1--31 89H 88H 10月 月 1--12 8BH 8AH 0 0 0 0 0 周 1--7 8DH 8CH 10年 年 00--99 8FH 8EH WP 0 0 0 0 0 0 0 ―― 表3: DS1302时钟存放器 第一行秒存放器,CH为时钟暂停标记位,该位为1不时钟停滞,该位为0不时钟运行 第二行分存放器,bit0~bit6暗示分钟数,因采取BCD编码,所以低四位最大能暗示的数字为9,计数满向高三位进1. 第三行时存放器,12/24用来界说DS1302小时的运行模式,12小时模式下bit5为1暗示PM下昼,bit5为0暗示AM上午 第八行控制存放器,bit7是写呵护位WP,当WP为1时,写呵护位可防止对任一存放器的写操纵,在任何的对时钟和RAM的写操纵之前,WP位必须为0 此外,DS1302还丰年份存放器.控制存放器.充电存放器.时钟突发存放器及与RAM相干的存放器等.时钟突发存放器可一次性次序读写除充电存放器外的所有存放器内容.DS1302与RAM相干的存放器分为两类: 一类是单个RAM单元,共31个,每个单元组态为一个8位的字节,其敕令控制字为C0H~FDH,个中奇数为读操纵,偶数为写操纵;另一类为突发方法下的RAM存放器,此方法下可一次性读写所有的RAM的31个字节,敕令控制字为FEH(写).FFH(读). .4时钟集成模块内部道理图以及什物图 图6: DS1302内部道理图 图7: DS1302什物图 2.31602字符液晶以及显示模块介绍 2.3.11602液晶概述 工业字符型液晶,1602是指显示的内容为16*2,即可以或许同时显示两行,每行16个字符.罕有的1602字符液晶有两种,一种显示的是绿色背光黑色字体,另一种显示蓝色背光白色字体,今朝市情上字符液晶绝大多半是基于HD44780液晶芯片的,控制道理是完整雷同的.本课题所用1602液晶模块,显示屏是蓝色背光白色字体.如图6所示 图8: 1602字符液晶 2.3.21602引脚介绍 编号 符号 引脚解释 编号 符号 引脚解释 1 GND 电源地 2 VCC 电源正极 3 VO 液晶显示比较度调节端 4 RS 数据/敕令选择端 5 R/W 读写选择 6 E 使能旌旗灯号 7 D0 数据口 8 D1 数据口 9 D2 数据口 10 D3 数据口 11 D4 数据口 12 D5 数据口 13 D6 数据口 14 D7 数据口 15 BLA 背光电源正 16 BLK 背光电源负 表4: 1602字符液晶引脚解释 各个引脚具体功效解释: 第1脚: GND为地电源. 第2脚: VCC接5V正电源. 第3脚: VO为液晶显示器比较度调剂端,接正电源时比较度最弱,接地电源时比较度最高,比较渡过高时会产生重影,应用一个1K的电位器调剂比较度. 第4脚: RS为存放器选择,高电日常平凡选择数据存放器,低电日常平凡选择指令存放器. 第5脚: R/W为读写旌旗灯号线,高电日常平凡进行读操纵,低电日常平凡进行写操纵. 第6脚: E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电日常平凡,液晶模块履行敕令. 第7~14脚: DB0~DB7为8位双向数据线. 第15~16脚: 背光灯电源. 2.3.31602字符液晶应用办法 (1)根本操纵时序 操纵 输入 输出 读状况 RS=L,RW=H,E=H D0~D7=状况字 写指令 RS=L,RW=L,D0~D7=指令码,E=高脉冲 无 读数据 RS=H,RW=H,E=H D0~D7=数据 写数据 RS=H,RW=L,D0~D7=数据,E=高脉冲 无 图9: 1602液晶读时序图 图10: 1602液晶写时序图 (2)RAM 1602液晶控制器芯片内部带有80个8位的RAM缓冲区,其地址和屏幕的对应关系如图7示 图11 (3)1602字符液晶字库 1602液晶模块内部的字符产生计储器(CGROM)已经存储了160个不合的点阵字符图形,如下表所示,这些字符有: 阿拉伯数字.英文字母的大小写.经常应用的符号.和日文化名等,每一个字符都有一个固定的代码,比方大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”. 高位 低位 0000 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1010 1011 1100 1101 1110 1111 XXXX0000 ⑴ 0 @ P \ p - タ ミ α P XXXX0001 ⑵ ! 1 A Q a q □ ア チ ム ä q XXXX0010 ⑶ “ 2 B R b r ┌ イ ツ メ β θ XXXX0011 ⑷ # 3 C S c s ┘ ゥ テ モ ε ∞ XXXX0100 ⑸ $ 4 D T d t \ ェ ト ャ μ Ω XXXX0101 ⑹ % 5 E U e u ロ ォ ナ ュ σ o XXXX0110 ⑺ & 6 F V f v テ カ ニ ョ ρ ∑ XXXX0111 ⑻ ’ 7 G W g w ア キ ヌ ラ ζ ⅹ XXXX1000 ⑴ ( 8 H X h x ィ ク ネ リ f X XXXX1001 ⑵ ) 9 I Y i y ウ ケ ノ ル -1 y XXXX1010 ⑶ * : J Z j z エ コ ハ レ ј 千 XXXX1011 ⑷ + ; K [ k { オ サ ヒ ロ ҳ 万 XXXX1100 ⑸ < L ¥ l | セ シ フ ヮ ℓ Π XXXX1101 ⑹ -- = M ] m } ユ ス ヘ ソ ŧ ÷ XXXX1110 ⑺ . > N ^ n → ヨ セ ホ ハ ñ XXXX1111 ⑻ / ? O - o ← ツ ソ マ ロ ö 图12 2.3.4LCD显示模块道理图 图13LCD显示模块道理图 第3章体系硬件设计 3.1电路设计框图 图14: 硬件框图 3.2体系硬件概述 电路以STC89C52单片机最小体系为控制焦点,时钟电路由高精度低功耗的DS1302供给,采取三线接口与CPU进行同步通讯,输入部分采取四个自力式按键S1.S2.S3.S4.1602液晶显示部分,D0-D7口与单片机P0口相连.具体电路衔接,详见附录1 第4章体系的软件设计 程序流程框图 图15: 主程序框图 图16: 按键程序图 第五章体系测试与总结 5.1体系测试 从开端预备到写完论文精确花了一周时光,道理图和PCB制造花了一天时光,在这时期重要碰到的问题是AltiumDesigner软件的应用,碰到问题重要到XX上查找答案,PCB做出之后紧接着就是焊接元器件,这部分因为粗心将电解电容正负极焊反,后面经由万用表不竭的测试才断定出来,及时改正过来,焊接与硬件调试精确花了半天时光.紧接着大部分的时光都消费在硬件与软件的联合调试上,在调试进程中应用本身在网上买的51单片机开辟板长进行一步一步的调试.因为是第一次做课程设计,同时也是第一次写这么分解的程序,所以在调试进程中碰到许多问题,一部分是关于DS1302与1602的硬件特色以及在硬件的基本之上驱动程序的挪用,这里主如果网上找材料去学会挪用与编写,主如果经由过程网上视频教授教养;另一部分是本身做的硬件消失许多误差,特殊是电源供电部分,刚开端是用放弃的鼠标上的谁人USB接口线插在电脑上供电,但因为电源介入硬件的是两个排针,所以很不稳固,1602上总乱码,或者5个按键随意一个按下都是复位,并且从电脑输出5V接到硬件体系后只有4.5V了,想了一下,最后拿出上学期期末本身做的电源将它调节到6V后,接入硬件体系就能达到5V. 5.2总结 经由过程本次论文设计,使我加深了对单片机的熟习,并且熟习了单片机体系的设计流程,收成丰富.功效上根本达标: 时钟与闹钟的显示,调时光和闹钟功效以及闹钟鸣叫功效.时钟与闹钟显示功效,精确度完整可以知足日常生涯显示时光的须要;调时光与闹钟功效,便利快捷.硬件举措措施根本合乎请求,软件设计可以合营硬件实现其功效. 技巧在不竭进步,机械式时
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