基于51单片机的数字时钟毕业论文.doc
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1、XX职业技术学院毕业论文系 别: 专 业: 学 号: 姓 名: 论文题目: 指导教师: 提交日期: 摘 要:随着生活节奏的加快,人们时间观念的加强,时钟已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分,而如何在时钟的基础上,根据人们生活的需要增加相应的功能以方便人们的生活,成为时钟设计方面的重点。单片机以其强大的功能,低廉的价格成为许许多多功能电子产片的首选。本设计结合所学的单片机的原理与应用而扩展的电子方面的研究,在单片机时钟的基础上通过软件记时,实现时钟功能,同时通过安检开关来扩展功能,实现定时闹钟与秒表功能。C语言作为高级语言C语言的移植,易于理解和操作,且结构化较高,本设计即采用C语言作为编程语
2、言,流程比较清晰,关键词:STC89C51 电子时钟 DS1302 C语言目 录摘要一、引言41.1课题目的及意义4二、工作原理6三、系统硬件设计实验板介绍芯片的选择63.1 主控电路63.2 时钟电路93.3振荡电路123.4复位电路123.5 蜂鸣器电路133.6 LED液晶显示屏13四、软件设计13五、调试与分析145.1硬件调试145.2软件调试14结束语16致谢16附录A:实验板原理图17附录B:数字钟程序清单18一、引言 数字钟是采用数字电路实现对时、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,已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
3、和石英晶体与振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度远远超过老式钟表。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、通断动力设备以及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,有若非常现实的意义。 1.1 课题目的及意义单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始,迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点,目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面,单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自
4、动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。单片机有两种基本结构:一种是在通用微型计算机中广泛采用的,程序存储器和数据存储器共用一个存储器空间的结构,称为“冯诺依曼”(Von Neumann)结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开,分别寻址的结构,称为“哈佛”(Harvard)结构,目前的单片机采用此种结构为多。本文讨论的单片机多功能时钟系统的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机,配置了外围设备,构成了一个可编程的计时定时系统,具有体积小,可靠性高,功能多等特点。不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供扩展,有着广泛的应用领域。在日常生活和工作中,我们常常用到定时控制,如扩印过程
5、中的曝光定时等。早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的,其定时准确性和重复精度都不是很理想,现在基本上都是基于数字技术的新一代产品,随着单片机性价比的不断提高,新一代产品的应用也越来越广泛。大则可以构成复杂的工业过程控制系统,完成复杂的控制功能;小则可以用于家电控制,甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大、体积小、质量轻、灵活好用,配以适当的接口芯片,可以构成各种各样、功能各异的微电子产品。随着电子技术的飞速发展,家用电器和办公电子设备逐渐增多,不同的设备都有自己的控制器,使用起来很不方便。这些具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动,扩大了数字化的范围,为家庭数字化提供了可能
6、根据这种实际情况,设计了一个单片机多功能时钟系统,它有基本的时间功能,还有定时功能,既可作为闹铃,也可扩展为定时对家电等电气产品的自动控制,可以避免多种控制器的混淆,利用一个控制器对多路电器进行控制;可增加温度传感器,进行实时温度显示,进一步扩展为利用不同的温度某些电气产品进行自动控制;也可增加湿度传感器,进行实时湿度显示,以便对湿度进行控制,方便人们的生活。二、工作原理 系统的结构框架最主要的部分是中间的主控模块部分,时间的计算由DS1302芯片完成,通过简单的串行接口与单片机进行通信。三、 系统硬件设计实验板介绍芯片的选择该系统主要由以下五部分组成:电源部分、主控制器、实时时钟部分、蜂鸣
7、器和液晶显示部分等,下面对这几个部分的具体的器件选择及连接电路做具体的介绍。 3.1主控电路 STC89C52介绍: 主要性能: 与MCS-51单片机产片兼容、5K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作:0Hz33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。 功能特性描述: STC89C52是一种低功耗、高效能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8
8、0C51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STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵巧、超有效的解决方案。STC89C52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,STC89C52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
9、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。8位微控制器8K字节在系统可编程Flash STC89C52P0口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下,P0口具有内部上拉电阻。在Flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。P1口:P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时,内部上
10、拉电阻把端口拉高,此时可以作为输出口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(TTL)。此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和定时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX)。在Flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能:P1.0 T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输入P1.1 T2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制)P1.5 MOSI(在系统编程用)P1.6 MISO(在系统编程用)P1.7 SCK(在系统编程用)P2口:P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,
11、P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX DPTR)时,P2口送出高八位地址。在这种应用中,P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址(如 MOVX RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。在Flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3口:P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P3输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写
12、1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因将输出电流(IIL)。P3口亦作为STC89C52特殊功能(第二功能)使用:在Flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。端口引脚第二功能:P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 INT0(外中断0)P3.3 INT1(外中断1)P3.4 T0(定时/计数器0)P3.5 T1(定时/计数器1)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)此外,P3口还接收一些用于Flash闪存编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振
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