基于单片机的电子日历设计
一、设计目的和要求
单片机应用技术飞速发展，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。单片机是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。通过对一个基于单片机的能实现电子日历功能电子时钟的设计，从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。系统由主控制器AT89C51、时钟电路DS1302、显示电路、和复位电路等部分构成，能实现时钟日历显示的功能，能进行时、分、秒的显示。
系统设计要求:电子日历能显示，能调整。基于51系列的单片机进行的电子万年历设计可以显示年月日时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。具体实现功能：显示年月日时分秒及星期信息，具有可调整日期和时间功能，与即时时间同步。
主要使用到的工具和器件：
?Keilc51
?Protues
?DS1302
?AT89S52
?LCD12864
二、方案设计
每一系统都有几个核心的模块。它对整个系统的性能有非常大的影响。比如
系统的主控。
2.1 主控芯片选择方案论证
方案一：选择51系列的单片机；AT89S52 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。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52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。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个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，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 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，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。
方案二：选择msp430系列单片机；MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址）、简洁的27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。MSP430 系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗（WDT）、模拟比较器A、定时器A0（Timer_A0）、定时器A1（Timer_A1）、定时器B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、16位Σ-ΔADC、DMA、I/O端口、基本定时器（Basic Timer）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出A/D 转换器；16 位定时器（Timer_A 和Timer_B）具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、PWM等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的I/O 端口，P0、P1、P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12位硬件A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps ，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达160 段；实现两路的12 位D/A转换；硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了
增加数据传输速度，而采用的DMA模块。MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。
方案对比：
运算周期：时钟显示最小单位为秒，51和msp430的运算周期都在1秒之内，这一点都满足要求。
IO口是否满足系统设计要求：51有32个IO口，msp430的IO口则更多。这一点都满足要求。
是否需要外加时钟芯片：采用定时器，误差较大。Msp430内部就有时钟RTC单元，51单片机需要外加。
选择51单片机作为系统的主控；
2.2 显示模块方案选择
方案一：用数码管显示：采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字合适,采用动态扫描法与单片机连接时,虽然占用的单片机口线少，并且人站在远处夜能观看到时间。
方案二：用LCD显示：采用LCD液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见，并且使用串行接口占用IO数比使用数码管少，但是人站在远处观看很难看清时间，且成本较高。
方案对比：由于这次是实验式课程设计，采用LCD显示，接线简单且编程简单。
2.3 时钟模块选择
方案一：用专用时钟模块DS1302：DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.0V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。
使用DS1302，接线简单，编程简单，并且断电时，可使用电池保持DS1302继续工作，确保时间正确。
方案二：用主控芯片的定时器：用定时器最为时钟源，误差大，编程复杂。
综上所述：采用51单片机，LCD显示和时钟模块DS1302。
三、硬件设计
硬件设计包含了对整个系统的组成的描述，清晰地说明它们的工作内容和工作原理。
3.1 系统结构框图
该电路是由AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V 超低压工作；时钟电路由DS1302提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM 的实时时钟电路，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 。采用三线接口与CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM 数据。DS1302内部有一个31*8的用于临时性存放数据的RAM 寄存器。可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；显示部份由LCD 液晶显示屏显示。
3.2 最小应用系统设计
单片机的最小系统一般有时钟电路、复位电路和电源等组成。
3.3 主要应用单元设计
主要应用单元包括专用时钟单元和LCD 显示单元。
3.3.1 DS1302时钟单元
DS1302的引脚排列，其中Vcc1为后备电源，Vcc2为
主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2
大于Vcc1+0.2V 时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1
图3.1 系统结构框图
图3.2 电源、时钟电路、复位电路
图3.3 DS1302时钟电路
和X2是振荡源，外接32.768KHz 晶振。RST 是复位/片选线，通过把RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST 输入有两种功能：首先，RST 接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST 为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RSTS 置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc 大于等于2.5V 之前，RST 必须保持低电平。只有在SCLK 为低电平时，才能将RST 置为高电平，I/O 为串行数据输入端（双向）。SCLK 始终是输入端。
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/写时序如下图4所示。DS1302的控制字的位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。
由图3.4可知：
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。
DS1302的控制字节： DS1302控制字节的高有效位（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如果0，则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（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输出。
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。
DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD
码形式。 此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器
图3.4 DS1302寄存器
及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：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，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。
3.3.2 LCD12864显示单元
液晶显示模块是128×64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM （GDRAM）。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。采用串口连接LCD和单片机。
图3.5 DS1302寄存器
四、软件设计
软件设计包含了主程序设计和模块程序设计。
4.1 接口定义
P1.0接液晶屏的CS脚，作为串行的片选；P1.1接液晶的SID脚，作为串行的数据口；P1.2接液晶的SCLK脚，作为串行的同步时钟信号；P1.3接时钟芯片的SCLK脚；P1.4接时钟芯片的I/0脚；P1.4接时钟芯片的复位脚；P2.0接矩阵键盘的第一行；P2.1接矩阵键盘的第二行；P2.2接矩阵键盘的第三行；P2.3接矩阵键盘的第四行；P2.4接矩阵键盘的第一列；P2.5接蜂鸣器；单片机的16脚为单片机的复位端；20脚接地；具体如表1所示：
表1：单片机引脚说明
4.2 程序流程图
4.2.1主函数
主函数流程图如图4.2.1所示,在进行I/O口配置和初始化后,通过键盘扫描函数,来改变时钟芯片内部时间和日期寄存器的值,然后单片机从里面把数据读取出来,经过处理后,在12864的液晶显示出来。4.2.2 LCD12864初始化函数
液晶屏初始化的流程框图如图4.2所示。写命令，功能设置为基本指令集，写清屏指令，整屏清除，然后写命令设置光标的移动方向，整体显示不移动，整体显示打开，光标不显示且不反白。将液晶的地
址归零。
4.2.3 DS1302的读取函数
DS1302读数据函数流程如图4.3所示,先是将时钟线,复位线,数据线全部置0,由于时钟芯片DS1302读数据是采用串行通信的,故先发地址,再进行数据的读取。
图4.1 主函数
图4.2 12864液晶屏初始化函数流
图4.3 DS1302读数据流程图4.2.4 键盘扫描函数
图4.4 按键扫描
五、系统仿真
5.1 protues介绍
Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows 操作系统上可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。该软件的特点是：全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准并在同类产品中具有明显的优势。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、IC调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能。有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。目前支持的单片机类型有ARM7系列、68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。支持大量的存储器和外围芯片。总之该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件功能极其强大可仿真ARM、51、AVR、PIC。
5.2 protues的仿真流程
1、绘制原理图；
2、用keilc51编写程序；
3、把程序与protues连接；
4、仿真；
5、若发生错误，修改直至成功显示时间；
5.3 protues原理图
图5.3 protues原理图
5.4 protues仿真结果
图5.4 protues仿真结果
通过按键调节日历的年、月、日、时、分、秒和星期，然后写入时钟芯片DS1302中，启动时钟，时钟正常运转，显示结果如上图所示，系统设计基本要求达到。
六、设计中的问题及解决方法
问题：对万年历修改时间或日期时，有时LCD液晶显示屏被屏蔽掉造成不亮现象。
解决方法：根据仪器的测试，发现电路的驱动能力不足，最后在DS1302时钟芯片的/CS、SCLK、RET端接入5.1K的上拉电阻后,电路的驱动能力才能满足 即可解决不亮现象。
七、心得体会和致谢
在整个设计过程中，充分发挥人的主观能动性，自主学习，学到了许多没学到的知识。较好的完成了设计，达到了预期的目的，完了最初的设想。对电路的设计、布局要先有一个好的构思，才显得电路图美观、大方。程序编写中 由于思路不清晰，开始时遇到了很多的问题，经过静下心来思考，和同学讨论，理清了思路，反而得心应手。在此次设计中，知道了做凡事要有一颗平常的心不要想着走捷径一步一脚印。也练就了我的耐心，做什么事都在有耐心。此次课程设计中学到了很多很多东西，这是最重要的。总之，此次课设使我的能力得到了全方位的提高，使得我的操作能力和专业技能都有了很大的提高。
在做课程设计的日子里得到了老师的悉心指导和同学的帮助，在此向他们致以诚挚的谢意。感谢提供相关技术帮助的老师和同学，你们的支持和鼓励使我对这次的设计完成有了信心和动力，我在此深表谢意。
八、参考文献
[1] 陈景初.《单片机应用系统设计与实践》[M].北京航空航天大学出版社. 2006年
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[4] 王法能.《单片机原理及应用》.科学出版社. 2004年
[5] 何立民.《MCS-51系列单片机应用系列设计》[M].北京航空航天大学出版社. 2006年
[6] 李广弟.朱月秀. 王秀山.《单片机基础》[M].北京航空航天大学出版社.2004年
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[10] 何立民.《MCS-51系列单片机应用系列设计》[M].航空航天大学出版社.2004年
附录1：硬件电路
附录2：源程序
/*************变量定义及函数的声明***************/ #include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define cyCS 0 //P1.0,片选信号
#define cySID 1 //P1.1,串行数据
#define cySCLK 2 //P1.2,同步时钟
#define sclk_in P1DIR&=~BIT3 //P1.3为输入方向
#define sclk_out P1DIR|=BIT3 //P1.3为输出方向
#define sclk_h P1OUT|=BIT3 //sclk输出高电平
#define sclk_l P1OUT&=~BIT3 //sclk输出低电平
#define dio_in P1DIR&=~BIT4 //P1.4为输入方向
#define dio_out P1DIR|=BIT4 //P1.4为输出方向
#define dio_h P1OUT|=BIT4 //DIO输出高电平
#define dio_l P1OUT&=~BIT4 //DIO输出低电平
#define ce_in P1DIR&=~BIT5 //p1.5为输入方向
#define ce_out P1DIR|=BIT5 //p1.5为输出方向
#define ce_h P1OUT|=BIT5 //ce输出高电平
#define ce_l P1OUT&=~BIT5 //ce输出低电平
#define BIT(X) (1< void write_sfm(uchar add,uchar date); void send_command(uchar command_data); void send_data(uchar command_data); void write1302 ( uchar addr,uchar date); uchar read1302 ( uchar add ); void delay(uint z); void display_s(); void display_g(); void display_t(); void display_b(); void alarm_time(); uchar go_bcd(uchar temp); uchar table[]={" :\0 :\0 "}; uchar table1[]={"带队老师:\0小法"}; uchar table2[]={"20 年月日"}; uchar table3[]={"实时时钟:\0"}; uchar shi,fen,miao,s1num,nian,yue,ri; uchar flag; uchar amiao,afen,ashi; unsigned char temp; /*************延时子函数***************/ void delay(uint z) { uint i,j; for(i=0;i for(j=0;j<50;j++); } /*************蜂鸣器子函数***************/ void didi() { P2OUT|=BIT5;//蜂鸣器开 delay(200);//延时 P2OUT&=~BIT5;//蜂鸣器关 delay(200);//延时 } /*************液晶写指令函数***************/ void send_command(uchar command_data) { uchar a; uchar a_data; a_data=0xf8; //第一个字节写指令，发送11111000 P1OUT |= BIT(cyCS); //Cs=1 P1OUT&=~BIT(cySCLK); //SCLK=0 for(a=0;a<8;a++) { if(a_data&0x80) //取字节最高位 P1OUT|=BIT1; else P1OUT&=~BIT1; P1OUT&=~BIT(cySCLK); //SCLK=0 P1OUT|=BIT(cySCLK); //SCLK=1 a_data=a_data<<1; //数据向左移 } a_data=command_data; a_data&=0xf0; //取第二个字节的高4位，低4位补0 for(a=0;a<8;a++) { if(a_data&0x80) //取字节最高位 P1OUT|=BIT(cySID); else P1OUT&=~BIT(cySID); P1OUT&=~BIT(cySCLK); P1OUT|=BIT(cySCLK); a_data=a_data<<1; } a_data=command_data; a_data<<=4; //将第三个字节的低4位移入高4位的位置 for(a=0;a<8;a++) { if(a_data&0x80) //取字节最高位 P1OUT|=BIT(cySID); else P1OUT&=~BIT(cySID); P1OUT&=~BIT(cySCLK); P1OUT|=BIT(cySCLK); a_data=a_data<<1; } P1OUT&=~BIT(cyCS); //Cs=0 delay(10); } /*************液晶写数据函数***************/ void send_data(uchar command_data) { uchar a; uchar a_data; a_data=0xfa; //第一个字节写数据11111010 P1OUT |=BIT(cyCS); //Cs=1； for(a=0;a<8;a++) { if(a_data&0x80) //取字节最高位 P1OUT|=BIT(cySID); else P1OUT&=~BIT(cySID); P1OUT&=~BIT(cySCLK); //cySCLK=0 P1OUT|=BIT(cySCLK); //cySCLK=1 a_data=a_data<<1; } a_data=command_data; a_data&=0xf0; for(a=0;a<8;a++) { if(a_data&0x80) //取字节最高位 P1OUT|=BIT(cySID); else P1OUT&=~BIT(cySID); P1OUT&=~BIT(cySCLK); P1OUT|=BIT(cySCLK); a_data=a_data<<1; } a_data=command_data; a_data<<=4; for(a=0;a<8;a++) { if(a_data&0x80) //取字节最高位 P1OUT|=BIT(cySID); else P1OUT&=~BIT(cySID); P1OUT&=~BIT(cySCLK); P1OUT|=BIT(cySCLK); a_data=a_data<<1; } P1OUT&=~BIT(cyCS); //Cs=0 delay(10); } /**************12864初始化函数********************/ void init() //液晶初始化 { delay(10); //延时 send_command(0x30); //设置8位数据接口，基本指令模式 send_command(0x02); //清DDRAM send_command(0x06); //游标及显示右移一位 send_command(0x0d); //整体显示开，游标关，反白开 send_command(0x01); //写入空格清屏幕 send_command(0x80); //设定首次显示位置 display_s(); display_g(); display_t(); display_b(); s1num=0; write1302(0x8e,0x00); //写允许 write1302(0x80,0x50); //时间初始化 write1302(0x82,0x17); write1302(0x84,0x16); write1302(0x86,0x01); //日期初始化 write1302(0x88,0x01); write1302(0x8c,0x00); write1302(0x8e,0x80); //写保护 } /*************12864显示字符函数***************/ void display_s() { uchar w; send_command(0x88); //设置显示位置为第3行第1个字符 for(w=0;w<9;w++) { send_data(table[w]); } } void display_g() { #include 摘要 本设计是一个基于单片机AT89S51的简易电子台历，附有复位电路，时钟电路，键盘电路。复位电路是单片机的初始化操作，除了正常的初始化外，当程序运行出错后或者操作失误使系统进入死锁状态时，为摆脱困境，也需要能够通过独立式键盘电路进行启动，调整，再运行，时钟电路采用12MHZ的晶振，作为系统的时钟源，具有较高的准确性。 在上电或者复位时数码管显示年，月，日，时，分，秒。A键用于模式调整，形成一个循环，按一次键，即对秒调整。再按一次对分调整，如此循环。B键用于按下A键之后进行加1的操作，按一次加1，C键用于减1的操作，按一次减1。能够完成从00时00分00秒到23时59分59秒的循环计时，过23时59分59秒，日期增加1，当日期达到1个月后，月进位1，满12个月后，年进位1，年的首2位保持不变，始终为20。单片机并行口的电子台历的设计在AT89S51的P0口和P2口外接由14个LED数码管（LED7~LED0）构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口（P0.0~P0.7对应于LED的a~dp）,P2.7~P2.0作LED的段码年月日的位控输出线（P2.7~P2.0对应于LED7~LED0），P1.7~P1.0对应时间的数码管，P3口外接三个按键A、B、C（对应于P3.0~P3.2）。数码管为4位一体的共阳极的数码管，数码管采用动态扫描法，从右往左依次点亮，显示数字。 关键字：单片机、电子台历、数码管 ABSTRACT The design is a single electrical calendar basing SCMC of AT89S51. There are restoration circuit, clock circuit and keyboard circuit. Restoration circuit is used as an original operation, besides normal start-up, when the program runs mistakenly and system loses its order ,in order to get rid of the trouble, it also need to restart ,adjust and run through keyboard. Clock circuit uses 12MHZ Crystal as the source of the calendar ,with a high accuracy. When the system starts, the display shows year, month ,day, week and time the A keyboard is used to start and adjust, the B keyboard is used to add 1,when press it ,the date will add 1, the C keyboard is used to minus 1, when press it , the date will minus 1.It can make a cycle from 00:00 to 23:59:59.The display includes 14 LEDS, the SCMC joins the display in the P1, P0 ports and P2 ports, the SCMC joins the keyboards in the P3 scan, lighting the LEDS from right to left , showing the numbers. Keywords: SCMC, Calendar LED 专业课程设计报告 专业班级 课程 题目基于51单片机的数字钟的设计报告学号 学生姓名 指导教师 成绩 2013年6月20日 基于A T89C51的数字钟总体设计说明书 目录 1. 51单片机设计数字钟设计的现实意义 (2) 2. 总体设计 (2) 2.1.开发与运行环境 (2) 2.2.硬件功能描述 (2) 2.3.硬件结构 (3) 3. 硬件模块设计 (3) 3.1.描述 (3) 3.1.1. AT89C51单片机简介 (3) 3.1.2. 键盘电路的设计 (4) 3.1.3. 显示器的选择 (5) 3.1.4. 蜂鸣器驱动电路 (5) 3.1.5. 各部分功能 (6) 4. 嵌入式软件设计 (7) 4.1.流程逻辑 (7) 4.2.算法 (7) 4.2.1. 中断定时器的设置 (27) 4.2.2. 闹钟子函数 (28) 4.2.3. 计时函数 (29) 4.2.4. 键盘扫描函数 (31) 4.2.5. 时间和闹钟的设置 (32) 5. 实验器材清单 (33) 6. 测试与性能分析 (33) 6.1.测试结果 (33) 6.2.优点 (33) 6.3.结论 (34) 7. 心得体会 (36) 8. 致谢 (36) 9. 参考文献 (37) 1.51单片机设计数字钟设计的现实意义 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间等造成的。而钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。数字钟是通过数字电路实现时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站、码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烤箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 2.总体设计 2.1.开发与运行环境 在硬件方面，除了CPU外，使用八个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示。通过LED能够较为准确地显示时、分、秒。四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用C语言编程。使用Keil单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。 2.2.硬件功能描述 硬件部分设置了的三个按键S1、S2、S3、S4。当按键S1第一次按下时，停止计时进 LED日历时钟课程设计 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2012 年06 月16 日 目录 摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 第一章前言 数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到广泛的应用。虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片，价格便宜、使用也方便，但是人们对电子产品的应用要求越来越高，数字钟不但可以显示当前的时间，而且可以显示期、农历、以及星期等，给人们的生活带来了方便。另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能，且闹钟铃声可自选，使一款电子钟具备了多媒体的色彩。单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。 AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k B ytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 设计任务书 设计题目： 电子万年历 设计要求：显示范围：2001-2099；日月正常显示，并能识别闰年闰月；时间采用24 小时制。显示格式：日期按照年月日排列，如2006 年12 月20 日显示为：20061220；时间按时分秒排列，如 12 点 30 分 55 秒显示为 12：30：55。 显示位数：16位 7段 LED数码管作正常显示和节电显示。 目录 摘要 (1) 前言 (2) 1概论 (3) 1.1概述 (3) 1.2单片机的发展历程 (3) 1.3时钟日历的特性 (3) 2系统原理与硬件设计 (5) 2.1硬件选择 (5) 2.2AT89C51 单片机简介 (6) 2.3时钟芯片介绍 (12) 2.4LED 简介 (18) 2.574LS154 简介 (20) 2.6ULN2003 简介 (20) 3软件设计 (22) 3.1主程序 (22) 3.2读取时间的子程序 (24) 3.3显示刷新子程序 (27) 4调试过程及数据分析 (30) 4.1硬件调试 (30) 4.2软件调试 (30) 4.3K EI L 调试 (31) 4.4试验箱调试 (31) 结论 (32) 致谢 (33) 参考文献 (34) 附录 A： (35) 摘要 本次设计采用时钟日历芯片 DS12887，这种时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新在计算机汇编语言的驱动下每秒自动进行一次，但不需程序干预其输出状态。此外，这种时钟芯片带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功能和可编程方波输出功能，可用作实时测控系统的采样信号等。这种时钟芯片内部还带有非易失性RAM，可用来存放需长期保存但有时也需变更的数据。本次设计中的LED 数码管电子时钟电路采用24 小时制记时方式,日期和时间用16 位数码管显示。设计采用 AT98C51单片机，使用 5V电源供电，并且在按键的作用下可以进入省电（不显示LED 数码管）和正常显示两种状态。 本次设计采用AT89C51单片机的扩展芯片和UNL2003芯片做驱动，由多块LED数码管构成的显示系统，与传统的基于8/16位普通单片机的LED显示系统相比较，本系统在不显著地增加系统成本的情况下，可支持更多的LED数码管稳定显示。 关键词：时钟芯片、AT89C51、时钟日历 目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 2 硬件电路设计 (2) 3 软件设计 (5) 4 调试分析及说明 (7) 5 结论 (9) 参考文献 (9) 课设体会 (10) 附录1 电路原理 (12) 附录2 程序清单 (13) 电子时钟的设计 许山沈阳航空航天大学自动化学院 摘要：传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而且利用率也比很低，随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。 单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口于一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51系列的单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。，本次设计提出了系统总体设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，在用C语言设计了具体软件程序后，将各个模块完全编译通过过后,结果证明了该设计系统的可行性。该设计给出了以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LED显示模块实时显示数字的设计方案，适当地解决了实际生产和日常生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的应用性。 关键字：AT89C2051,C语言程序，电子钟。 0前言 利用51单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整和闹铃功能。具体要求如下： （1）按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图； （2）按要求设计部分外围电路，并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正确可靠的连接，给出电路原理图； （3）用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试； （4）利用键盘输入调整秒、分和小时时刻，数码管显示时间； （5）实现闹钟功能，在设定的时间给出声音提示。 1总体方案设计 该电子时钟由89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，利用单片机内部定时计数器0通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。闹钟和时钟的时分秒的调节是由一个按键控制，而另外一个按键控制时钟和闹钟的时间的调节。 图1 系统结构框图 该电子时钟由STC89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，晶振电路的晶振频率为12MHZ,使用的定时器/计数器工作方式0，通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，60秒为一分钟，60分钟为一小时，24小时为一天，又重00:00:00开始计时。没有按键按键按下时，时钟正常运行，当按下调节时钟按键K1，就会关闭时钟，当按下闹钟按键K3时时钟就会进入设置时间界面，但是时钟不会停止工作，按K2键，，就可以对时钟和闹钟要设置的时间进行调整。 2硬件电路设计 单片机课程实训SCM PRACTICAL TRAINING 目录 第一部分课程设计任务书 (1) 一、课程设计题目 (1) 二、课程设计时间 (1) 三、实训提交方式 (1) 四、设计要求 (1) 第二部分课程设计报告 (2) 一、单片机发展概况 (2) 二、MCS-51单片机系统简介 (2) 三、设计思想 (3) 四、硬件电路设计 (3) 1. 总体设计 (3) 2. 晶振电路 (4) 3. 复位电路 (4) 4. DS1302时钟电路 (5) 5. 温度采集系统电路 (5) 6. 按键调整电路 (6) 7. 闹钟提示电路 (6) 五、软件设计框图 (7) 六、程序源代码 (8) 1. 主程序 (8) 2. 温度控制程序 (11) 3. 日历设置程序 (13) 4. 时钟控制程序 (18) 5. 显示设置程序 (20) 七、结束语 (23) 八、课程设计小组分工 (23) 九、参考文献 (23) 第一部分课程设计任务书 一、课程设计题目 用中小规模集成芯片设计制作万年历。 二、课程设计时间 五天 三、实训提交方式 提交实训设计报告电子版与纸质版 四、设计要求 （1）显示年、月、日、时、分、秒和星期，并有相应的农历显示。（2）可通过键盘自动调整时间。 （3）具有闹钟功能。 （4）能够显示环境温度，误差小于±1℃ （5）计时精度：月误差小于20秒。 第二部分课程设计报告 一、单片机发展概况 单片机诞生于20世纪70年代末，它的发展史大致可分为三个阶段： 第一阶段（1976-1978）：初级单片机微处理阶段。该时期的单片机具有 8 位CPU，并行 I/O 端口、8 位时序同步计数器，寻址范围 4KB，但是没有串行口。 第二阶段（1978-1982）：高性能单片机微机处理阶段，该时期的单片机具有I/O 串行端口，有多级中断处理系统，15 位时序同步技术器，RAM、ROM 容量加大，寻址范围可达 64KB。 第三阶段（1982-至今）位单片机微处理改良型及 16 位单片机微处理阶段民用电子产品、计算机系统中的部件控制器、智能仪器仪表、工业测控、网络与通信的职能接口、军工领域、办公自动化、集散控制系统、并行多机处理系统和局域网络系统。 二、MCS-51单片机系统简介 MCS-51系列单片机产品都是以Intel公司最早的典型产品8051为核心构成的。MCS-51单片机由CPU 、RAM 、ROM 、I/O接口、定时器/计数器、中断系统、内部总线等部件组成。8051单片机的基本性能有： ◆8位CPU； ◆布尔代数处理器，具有位寻址能力； ◆128B内部RAM，21个专用寄存器； ◆4KB内部掩膜ROM； ◆2个16位可编程二进制加1定时器/计数器； ◆32个（4×8位）双向可独立寻址的I/O口； ◆1个全双工UART（异步串行通信口）； ◆5个中断源，两级中断结构； ◆片内振荡器及时钟电路，晶振频率为1.2MHz～12MHz； ◆外部程序/数据存储器寻址空间均为64KB； ◆111条指令，大部分为单字节指令； ◆单一+5V电源供电，双列直插40引脚DIP封装。 烟台南山学院 单片机课程设计题目电子时钟 姓名： 所在学院 所学专业： 班级： 学号： 指导教师： 完成时间： 随时代的发展，生活节奏的加快，人们的时间观念愈来愈强；随自动化、智能化技术的发展，机电产品的智能度愈来愈高，用到时间提示、定时控制的地方也会愈来愈多，因此，设计开发数字时钟具有良好的应用前景。 由于单片机价格的低成本、高性能，在自动控制产品中得到了广泛的应用。本设计利用Atmel公司的AT89S52单片机对电子时钟进行开发，设计了实现所需功能的硬件电路，应用汇编语言进行软件编程，并用实验板进行演示、验证。 在介绍本单片机的发展情况基础上，说明了本设计实现的功能，以及实验板硬件情况，并对各功能电路进行了分析。主要工作放在软件编程上，用实验板实现时间、日期、定时及它们的设定功能，详细对软件编程流程以及调试进行了说明，并对计时误差进行了分析及校正，提出了定时音与显示相冲突问题及解决方案。实验证明效果良好，可以投入使用。 本次仿真设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS—51单片机都种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排版调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。在本学期的开始我们进行了计算机工程实践，在实践中我们以微机原理与接口技术课程中所学知识为基础，设计了电子时钟系统。本系统为多功能数字钟的系统。本设计以单片机AT89c51为控制核心，选用DS1302串行时钟芯片，RT1602液晶显示器实现液晶显示当前时间、日期、星期。本电子时钟具有日期、时、分、秒的显示、调整功能，采用的时间制式为24小时制，时间显示格式为时（十位、个位）、分（十位、个位）、秒（十位、个位）。 关键词：单片机 AT89S52 电子时钟汇编语言 基于51单片机电子万年历设计 专业：机电设备维修与管理姓名：杜洪浦指导老师： 摘要电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。它可以对年、月、日、周日、时、分和秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3到5V电压供电。 万年历的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由AT89C52单片机，液晶显示电路，复位电路，时钟电路，稳压电路电路以及串口下载电路等组成。在单片机的选择上使用了AT89C52单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。显示器使用液晶LCD1602。软件方面主要包括日历程序、液晶驱动程序，显示程序等。程序采用汇编语言编写。所有程序编写完成后，在Keil C51软件中进行调试，确定没有问题后，在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真。 关键词时钟电钟，DS1302，液晶LCD1602，单片机 目录 1设计要求与方案论证 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 系统基本方案选择和论证 (2) 1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (2) 1.2.2 显示模块选择方案和论证 (3) 1.2.3时钟芯片的选择方案和论证： (3) 1.3 电路设计最终方案决定 (3) 2系统的硬件设计与实现 (3) 2.1 电路设计框图 (4) 2.2 系统硬件概述 (4) 2.3 主要单元电路的设计 (4) 2.3.1单片机主控制模块的设计 (4) #include 成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计（论文） 论文题目：基于51单片机的电子日历设计 教学点：重庆科创职业学院 指导老师：张忠雨职称：讲师 学生姓名：聂燕学号: 2011700558 专业：应用电子技术 成都电子机械高等专科学校成教院制 2012 年 3 月 9 日 成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计（论文）任务书 题目：基于51单片机的电子日历设计 任务与要求： 通过单片机设计电子日历数码管正常显示阳历、阴历日期，显示的格式为年-月-日，利用外部按键的操作实现阳历和阴历之间的 转换，实现阴历和阳历显示的暂停、运行等功能。 时间：2011年12月15日至2012 年3月15日共12 周教学点：重庆科创职业学院 学生姓名：聂燕学号：2011700558 专业：应用电子技术 指导单位或教研室： 指导教师：张忠雨职称：讲师 成都电子机械高等专科学校成教院制 毕业设计(论文)进度计划表 摘要 设计以单片机AT89C51为核心部件的电子日历，利用74LS245作为驱动器，74LS138作为译码器使用，六个七段数码管均采用共阴极的方式，P0口作为段选码输出口，P2口作为位选码输出口。 本次设计的题目是基于单片机的电子日历设计，可以正常的显示年、月、日，还可以利用外部按键实现阴历和阳历之间的转换以及暂停等功能。电子日历具有性能稳定、精确度高、成本低、易于产品化，以及方便、实用等特点。适用于家庭、公司、机关等众多场所。为人们的日常生活、出行安排提供了方便，成为人们日常生活中不可缺少的一部分。 本次设计可分为两部分：硬件系统、软件系统。 硬件系统包括：AT89S51单片机、74LS245驱动器、74LS138译码器、RC复位电路、+5V直流电源电路、去抖电路、动态显示扫描电路。 软件系统主要有单片机的编程构成。 关键词：单片机，日历，位码，段码，显示 1 课设所需软件简介 1.1 Keil uVision4的简要介绍 2009年2月发布Keil μVision4，Keil μVision4引入灵活的窗口管理系统，使开发人员能够使用多台监视器，并提供了视觉上的表面对窗口位置的完全控制的任何地方。新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口，提供一个整洁，高效的环境来开发应用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，还添加了一些其他新功能。 2011年3月ARM公司发布最新集成开发环境RealView MDK开发工具中集成了最新版本的Keil uVision4，其编译器、调试工具实现与ARM器件的最完美匹配。 Keil C51开发系统基本知识Keil C51开发系统基本知识 1. 系统概述 Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。 2. Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 C51工具包的整体结构，uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及C51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。 课程设计报告 设计名称：电子万年历设计 专业班级：自动化10101班 完成时间：2013年6月9日 报告成绩： 摘要 本文介绍了基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的硬件结构和软硬件设计方法。系统以AT89C51单片机为控制器，以串行时钟日历芯片DS1302记录日历和时间，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。万年历采用直观的数字显示，可以在LED上同时显示年、月、日、周日、时、分、秒，还具有时间校准等功能。此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，具有广阔的市场前景。 关键字AT89C51；电子万年历； DS1302 1 绪论 1.1 课题研究的背景 随着科技的快速发展，时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89C51单片机作为核心，功耗小，能在3V 的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。 此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 1.2课题的研究目的与意义 二十一世纪是数字化技术高速发展的时代，而单片机在数字化高速发展的时代扮演着极为重要的角色。电子万年历的开发与研究在信息化时代的今天亦是当务之急，因为它应用在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教学室、公共场地等场合，可以说遍及人们生活的每一个角落。所以说电子万年历的开发是国家之所需，社会之所需，人民之所需。 由于社会对信息交换不断提高的要求及高新技术的逐步发展，促使电子万年历发展并且投入市场得到广泛应用。 1.3课题解决的主要内容 本课题所研究的电子万年历是单片机控制技术的一个具体应用，主要研究内容包括以下几个方面： （1）选用电子万年历芯片时，应重点考虑功能实在、使用方便、单片存储、低功耗、抗断电的器件。 （2）根据选用的电子万年历芯片设计外围电路和单片机的接口电路。 （3）在硬件设计时，结构要尽量简单实用、易于实现，使系统电路尽量简单。 （4）根据设计的硬件电路，编写控制AT89C51芯片的单片机程序。 （5）通过编程、编译、调试，把程序下载到单片机上运行，并实现本设计的功能。 （6）在硬件电路和软件程序设计时，主要考虑提高人机界面的友好性，方便用户操作等因素。 （7）软件设计时必须要有完善的思路，要做到程序简单，调试方便。 苏州市职业大学 课程设计任务书课程名称：单片机原理和使用课程设计 起讫时间：2011年6月22日----6月28日 院系：电子信息工程系 班级：09电子3班 指导教师：金小华 系主任：张红兵 一、课程设计课题 基于单片机的电子时钟的设计 1.掌握使用proteus软件的方法。 2.理解单片机的时钟显示方法。 3.明确设计指标，写出设计方案，设计出硬件原理图。 4.基于硬件的软件设计和调试。 5.将结果向指导教师演示，由教师提问验收通过； 6.打印程序清单，撰写程序说明，完成课程设计报告书，进行分组讨论 设计心得。 1.第一天：明确课程设计任务和目标，熟悉单片机系统调试软件仿真实 现。 2.第二天：明确设计指标，设计电路原理图。 3.第三、四天：基于硬件的软件设计和调试。 4.第五天：学生演示设计调试结果，教师提问验收。打印程序清单，撰 写程序说明，完成课程设计报告书。 四、课程设计说明书内容（有指导书的可省略） 1，单片机结构、原理。 2，电子时钟硬件设计（原理图，原理图分析）。 3，软件设计（软件简介，调试过程）。 4，硬件、软件程序清单。 苏州市职业大学课程设计说明书 名称基于单片机的电子时钟的设计 2011年6月22日至2011年6月28日共一周院系电子信息工程系 班级09电子3班 姓名于宁 学号097302340 系主任张红兵 教研室主任陆春妹 指导教师金小华 目录 第一章电子时钟 (1) 1.1电子时钟简介 (1) 1.2电子时钟的基本特点 (1) 1.3电子时钟的原理 (1) 第二章单片机识的相关知识 (2) 2.1单片机简介 (2) 2.2单片机的发展史 (2) 2.3单片机的特点 (3) 2.489C51单片机介绍 (3) 第三章控制系统的硬件设计 (6) 3.1单片机型号的选择 (6) 3.2数码管显示工作原理 (6) 3.3键盘电路设计 (7) 3.4系统工作原理 (7) 3.5整个电路原理图 (9) 第四章控制系统的软件设计 (10) 4.1程序设计 (10) 4.2程序流程图 (13) 4.3伟福硬件仿真器简介 (14) 4.4仿真图及结果分析 (15) 第五章附录程序 (17) 第六章结束语 (19) 参考文献 (20) 目录 摘要 一、引言 (1) 二、硬件电路设计 (2) 2.1 主要芯片 (2) 2.1.1 微处理器 (2) 2.1.2 DS1302简介 (4) 2.1.3 DS1302引脚说明 (5) 2.1.4 74ls245简介及引脚说明 (5) 2.2 时钟硬件电路设计 (6) 2.2.1 时钟电路设计 (7) 2.2.2 整点报时功能 (8) 2.2.3 硬件原理图 (9) 三、proteus和keil软件仿真及调试 (9) 3.1 电路的仿真 (9) 3.2 软件调试 (9) 四、C语言程序 (10) 五、参考文献 (13) 电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。另外，在生活和工农业生产中，也常常需要温度，这就需要电子时钟具有多功能性。 本文对当前电子钟开发手段进行了比较和分析，最终确定了采用单片机技术实现多功能电子时钟。本设计应用AT89C52芯片作为核心，6位LED数码管显示，使用DS1302实时时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间精确，操作简单，编程容易。 本设计主要为实现一款可正常显示时钟/日历、带有定时闹铃的多功能电子时钟。该电子时钟可以应用于一般的生活和工作中，也可通过改装，提高性能，增加新功能，从而给人们的生活和工作带来更多的方便。 关键词：电子钟；多功能；AT89C52；时钟芯片 一、引言 时间是人类生活必不可少的重要元素，如果没有时间的概念，社会将不会有所发展和进步。从古代的水漏、十二天干地支，到后来的机械钟表以及当今的石英钟，都充分显现出了时间的重要，同时也代表着科技的进步。致力于计时器的研究和充分发挥时钟的作用，将有着重要的意义。 1.1 多功能电子时钟研究的背景和意义 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力的推动和提高了社会生产力的发展与信息化程度，同时也使现代电子产品性能进一步提升，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂容易使人忘记当前的时间。然而遇到重大事情的时候，一旦忘记时间，就会给自己或他人造成很大麻烦。平时我们要求上班准时，约会或召开会议必然要提及时间；火车要准点到达，航班要准点起飞；工业生产中，很多环节都需要用时间来确定工序替换时刻。所以说能随时准确的知道时间并利用时间，是我们生活和工作中必不可少的[1]。 电子钟是采用电子电路实现对时、分、秒进行数字显示的计时装置，广泛应用于个人家庭，车站，码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、0按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 目录 1.题目设计要求 (1) 2.开发平台简介 (1) 3.系统硬件设计 (2) 3.1设计原理 (2) 3.2器件的功能与作用 (2) 3.2.1 MCS51单片机AT89C51 (2) 3.2.2复位电路 (3) 3.2.3晶振电路 (4) 3.2.4 DS1302时钟模块 (4) 3.2.5 引脚功能及结构 (4) 3.2.6 DS1302的控制字节 (5) 3.2.7 数据输入输出(I/O) (5) 3.2.8 DS1302的寄存器 (6) 3.2.9 液晶显示LCD1602 (6) 3.2.10 串行时钟日历片DS1302 (8) 4.系统软件设计 (10) 4.1程序流程 (10) 4.2程序代码 (10) 5.系统仿真调试 (20) 5.1仿真原理图设计 (20) 5.2仿真运行过程 (21) 5.3仿真运行结果 (21) 6.总结 (21) 7.参考文献 (22) 1.题目设计要求 通过串行日历时钟芯片DS1302生成当前日期和是时间，通过IO口传输到AT89c52芯片中，然后再将AT89c52接收到的数据输出到LCD上。要求LCD上显示的日期和时间与当前系统时间保持一致。 2.开发平台简介 2.1系统仿真平台Proteus Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。Proteus软件的功能强大，它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩。和我们手头其他的电路设计仿真软件，他最大的不同即它的功能不是单一的。另外，它独特的单片机仿真功能是任何其他仿真软件都不具备的。 2.2软件开发平台Keil C Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。Keil C51生成的目标代码效率之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 本科毕业论文（设计） 题目基于51单片机的数字电子钟设计 院（系）电子工程与电气自动化学院 专业电气工程及其自动化 学生姓名 学号 10028116 指导教师王静洪作奎职称硕士讲师 论文字数 9682 完成日期:2014年5月20日 巢湖学院本科毕业论文(设计)诚信承诺书 本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本人签名：日期： 巢湖学院本科毕业论文 (设计)使用授权说明 本人完全了解巢湖学院有关收集、保留和使用毕业论文 (设计)的规定，即：本科生在校期间进行毕业论文(设计)工作的知识产权单位属巢湖学院。学校根据需要，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业论文 (设计)被查阅和借阅；学校可以将毕业论文(设计)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业，并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。 保密的毕业论文(设计)在解密后遵守此规定。 本人签名：日期： 导师签名：日期： 巢湖学院2014届本科毕业论文（设计） 基于51单片机的数字电子钟设计 摘要 随着时代的发展，生活节奏的加快，人们的时间观念愈来愈强，同时伴随着自动化、智能化及微电子技术的发展，人们用于计时的工具也在不断的更新，单片机等技术的出现使得数字电子钟有了新的发展方向。基于此本设计以单片机STC89C52为控制核心，采用美国DALLAS公司生产的实时时钟芯片DS12C887和液晶芯片LCD1602，该设计具有电路设计简单，结构合理，能够精确显示时间、星期、日期等优点，并且能够实时更新显示。本设计同时具有闹铃设置功能以及到时报警功能，按键操作简单方便。更重要的是时钟芯片DS12C887具有误差小，内部自带锂电池使得断电时时间不停，再次上电后时间仍然能够准确显示在液晶上的特点。 关键词：单片机；电子钟；DS12C887；LCD1602基于单片机的电子日历时钟设计
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