單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--多功能數(shù)字電子鐘

1、<p>　　電氣與電子信息工程學(xué)院</p><p>　　單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 多功能數(shù)字電子鐘 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)：電子信息科學(xué)與技術(shù)082</p><p><b>　　一、摘要</b></p><p>　　該課程設(shè)計(jì)為數(shù)字電子

2、鐘的設(shè)計(jì)。以AT89S52為核心，配合液晶顯示器和按鍵為用戶提供長(zhǎng)期、連續(xù)、可靠、穩(wěn)定的工作環(huán)境。該數(shù)字電子鐘有時(shí)分秒顯示和日期顯示以及時(shí)間和日期調(diào)整的功能。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括單片機(jī)計(jì)算機(jī)兩部分的編程。計(jì)算機(jī)軟件編程主要實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、串行口數(shù)據(jù)接收、指令發(fā)送以及數(shù)據(jù)的顯示和存儲(chǔ)。單片機(jī)軟件編程主要實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)、液晶顯示器等各模塊的功能，采用匯編語(yǔ)言編程。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 數(shù)字電子鐘　單片機(jī)　液晶顯示 &l

3、t;/p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過(guò)《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握單片機(jī)及其擴(kuò)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和設(shè)計(jì)原則及相應(yīng)的硬件調(diào)試的方法。進(jìn)一步加深單片機(jī)及其擴(kuò)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的理解。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　

4、多功能數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p><b>　　1）有上電指示燈；</b></p><p>　　2）能正確手動(dòng)復(fù)位；</p><p>　　3）有4位數(shù)碼管顯示，能按照分秒進(jìn)制顯示

5、時(shí)間；</p><p>　　4）自定義的擴(kuò)展功能。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1）獨(dú)立設(shè)計(jì)原理圖及相應(yīng)的硬件電路。</p><p>　　2）針對(duì)選擇的設(shè)計(jì)題目，設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件。軟件要做到：操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，穩(wěn)定可靠。</p><p>　　3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

6、格式規(guī)范，層次合理，重點(diǎn)突出。并附上設(shè)計(jì)原理圖及相應(yīng)的源程序。</p><p><b>　　五、電路工作原理</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　單片機(jī)的接口信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。要想用單片機(jī)獲取時(shí)間這類(lèi)非電信號(hào)的信息，必須使用時(shí)間芯片，將時(shí)間信息轉(zhuǎn)換為電流或電壓輸出。如果轉(zhuǎn)換后的電流或電壓

7、輸出是模擬信號(hào)，還必須進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以滿足單片機(jī)接口的需要。如果是數(shù)字信號(hào)就可以直接送往單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。</p><p>　　在傳統(tǒng)的基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)一些改進(jìn)，引入12887時(shí)間芯片，將電路的控制部分和計(jì)時(shí)部分分開(kāi)，電路的控制部分為單片機(jī)，計(jì)時(shí)部分為12887時(shí)間芯片。12887芯片是獨(dú)立計(jì)時(shí)，并且具有掉電保護(hù)功能，內(nèi)部自帶鋰電池，能夠在斷電的情況下繼續(xù)計(jì)時(shí)，主電路恢復(fù)供電之后能夠不必調(diào)

8、整時(shí)間，為時(shí)鐘的日常操作省去了很大的麻煩，而且這種設(shè)計(jì)更節(jié)能，在需要觀察時(shí)間的時(shí)候比如白天就可以給主電路通電。而在夜晚不需要觀察時(shí)鐘的時(shí)候就可以給主電路斷電，這樣可以節(jié)約大量能量。</p><p>　　時(shí)間芯片12887采用了內(nèi)部集成晶振的電路，并且具有內(nèi)部溫漂補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)。能夠準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，提供精確的時(shí)間，這樣就簡(jiǎn)化了電路的器件選擇，另外也使程序的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔。在硬件設(shè)計(jì)方面，由于只增加了一個(gè)12887時(shí)間芯片，因

9、此并不是特別復(fù)雜，而且這種獨(dú)立計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)使得產(chǎn)品排故更加方便。</p><p>　　采用LCD液晶顯示器顯示。而LCD液晶顯示則耗能少，能夠顯示年、月、日、星期等漢字，在顯示方面更加靈活，而且改變顯示時(shí)只要改變軟件設(shè)計(jì)就可以，不用改變硬件電路的設(shè)計(jì)，易于電路的功能擴(kuò)展。電路的軟件設(shè)計(jì)也很簡(jiǎn)單。另外，這種設(shè)計(jì)硬件更加簡(jiǎn)潔。采用LCD液晶顯示方案的缺點(diǎn)是在顯示位數(shù)比較少時(shí)，價(jià)格略顯昂貴。</p><

10、;p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立計(jì)時(shí)， 主控芯片使用51系列STC89C52單片機(jī)，時(shí)鐘芯片使用美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM和內(nèi)置電池的實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS12887。采用DS12887作為主要計(jì)時(shí)芯片，可以做到計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。更重要的是，DS12887可以在外部電源斷電的情況下繼續(xù)計(jì)時(shí)，在沒(méi)有外部供電的情況下，DS12887可以連續(xù)計(jì)時(shí)10年以上。系統(tǒng)由主控制器STC89C52、時(shí)鐘芯片DS12887、LCD液晶顯

11、示電路、鍵盤(pán)掃描電路和通信系統(tǒng)模塊電路組成。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　單片機(jī)STC89C52</p><p>　　STC89C52 是低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），

12、器件采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 STC89C52 單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。STC89C52單片機(jī)為40引腳雙列直插芯片,有四個(gè)I/O口P0、P1、P2、P3,每一條I/O線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。STC89C52 PDIP管腳封裝，如圖2-2所示。</p><p>　　圖

13、2-2 STC89C52 PDIP管腳封裝</p><p>　　STC89c52包含以下部分，其結(jié)構(gòu)圖如圖2-3所示</p><p>　　圖2-3　STC89c52內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　?。?）一個(gè)8位微處理器CPU</p><p>　　（2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和特殊功能寄存器SFR</p><p>　　

14、（3）片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ROM</p><p>　　（4）兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1，可用作定時(shí)器，也可用以對(duì)外部脈沖進(jìn)行計(jì) 數(shù)</p><p>　?。?）四個(gè)8位可編程的并行I/O端口，每個(gè)端口既可作輸入，也可作輸出</p><p>　?。?）一個(gè)串行端口，用于數(shù)據(jù)的串行通信</p><p><b>　?。?）中斷控制系統(tǒng)</b

15、></p><p><b>　　（8）內(nèi)部時(shí)鐘電路</b></p><p>　　功能特性概述：STC89C52 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口線，3 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，STC89C52 可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操

16、作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。</p><p>　　單片機(jī)STC89C52的P0口作為輸入口。P0與DS12887的AD相連，進(jìn)行時(shí)間圖2-3數(shù)據(jù)的采集；P3.7(RD)與DS12887的17腳DS相連，P3.3與DS12887

17、的19腳IRQ相連，P2.7與DS12887的13腳CS相連；30腳ALE與DS12887的14腳AS相連。單片機(jī)的第18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路，XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端，XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)</p><p>　　圖2-4 主控電路及其最小系統(tǒng)電路圖</p><p>　　有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性

18、、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為11.0592MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22μF。第9引腳為復(fù)位輸入端，接上電容，電阻后構(gòu)成上電復(fù)位電路。20引腳為接地端，40引腳為電源端。/EA端（31引腳）接+5V電壓。由此就構(gòu)成了單片機(jī)主控模塊的最小系統(tǒng)，如圖2-4所示。</p><p>　　DS12887時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　DS12

19、887是美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的時(shí)鐘日歷芯片，具有24個(gè)引腳。DS12887和MC146818B及DS1287管腳兼容。內(nèi)部自帶鋰電池，在沒(méi)有外部電源的情況下可工作十年。它有內(nèi)部集成晶振?？捎?jì)算到2100年前的時(shí)、分、秒、星期、日、月、年七種日歷信息，并帶閏年補(bǔ)償。用2進(jìn)制或BCD碼代表日歷或鬧鐘信息?？蛇x用夏令時(shí)模式?？梢赃x用MOTOROLA和INTEL兩種總線模式。它采用數(shù)據(jù)地址總線復(fù)用模式。內(nèi)鍵128字節(jié)RAM，這128字節(jié)RA

20、M中前14字節(jié)是時(shí)鐘控制寄存器。其余為通用RAM。它可以輸出可編程方波。它可以產(chǎn)生3種可編程中斷；一，時(shí)間中斷，可產(chǎn)生每秒一次直到每天一次中斷；二，周期性中斷，可產(chǎn)生122ms到500ms周期性中斷；三，時(shí)間更新結(jié)束中斷。DS12887有24個(gè)引腳，其引腳如圖2-5所示。</p><p>　　圖2-5DS12887引腳圖</p><p>　　MOT是總線類(lèi)型選擇管腳，當(dāng)此腳接在VCC上時(shí)選

21、擇MOTOROLA總線方式，如果此腳接在電源地上或者不接時(shí)選擇的是INTEL總線模式。</p><p>　　AD0-AD7是數(shù)據(jù)復(fù)用總線。</p><p><b>　　GND是電源地。</b></p><p><b>　　CS是片選信號(hào)。</b></p><p>　　AS是ALE信號(hào)管教。</

22、p><p>　　R/W在INTEL總線模式下是WR。</p><p>　　DS在INTEL總線模式下是RD，當(dāng)它有效時(shí)表示DS12887正在往總線輸出數(shù)據(jù)。RD信號(hào)在貯存器芯片上被稱為OE信號(hào)線。</p><p>　　RESET是復(fù)位信號(hào)，復(fù)位信號(hào)對(duì)日歷、時(shí)間、RAM無(wú)效，系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位信號(hào)要保持200ms以上DS12887芯片才能正常工作。當(dāng)復(fù)位引腳電平為低并且VC

23、C高于4.5V時(shí)，以下情況發(fā)生。周期中斷允許位清零，鬧鐘中斷允許位清零，更新完成中斷標(biāo)志位清零，中斷請(qǐng)求狀態(tài)標(biāo)志位清零，周期中斷標(biāo)志位清零，DS12887不可以操作，鬧鐘中斷標(biāo)志位清零，IRQ呈高阻狀態(tài)，方波輸出允許位清零，更新完成中斷允許位清零。</p><p>　　IRQ是中斷請(qǐng)求輸出，當(dāng)中斷狀態(tài)位和中斷允許位有效時(shí)，IRQ保持低電平。復(fù)位和讀C寄存器都可以清除中斷信號(hào)。沒(méi)有中斷時(shí)IRQ保持高阻狀態(tài)，其它中斷

24、源還可以接到中斷上。另外由于IRQ是漏極輸出，因此需要外接上拉電阻。</p><p>　　SQW是方波輸出引腳，當(dāng)電源電壓低于4.25V時(shí)此腳沒(méi)有作用。</p><p><b>　　VCC是電源引腳。</b></p><p><b>　　NC是空引腳。</b></p><p>　　DS12887由晶

25、振，周期中斷/方波選擇器，方波輸出，寄存器ABCD，時(shí)鐘/日歷/鬧鐘RAM，114字節(jié)通用RAM，BCD/二進(jìn)制數(shù)碼累加器，時(shí)鐘/日歷更新，總線選擇，電源開(kāi)關(guān)和寫(xiě)保護(hù)這些部分組成。當(dāng)VCC高于4.25V 200ms之后，芯片可以被外部程序操作。當(dāng)VCC低于4.25V時(shí)，芯片處于寫(xiě)保護(hù)狀態(tài)，所有的輸入均無(wú)效，同時(shí)所有輸出呈高阻狀態(tài)，當(dāng)VCC低于3V時(shí)，DS12887自動(dòng)將供電方式改為由內(nèi)部電池供電。</p><p>

26、;　　DS12887地址包括114字節(jié)通用RAM,10字節(jié)用于記錄時(shí)間，日歷，鬧鐘信息的RAM和4字節(jié)的控制、狀態(tài)RAM.所有的字節(jié)都可以在除以下的情況下直接讀寫(xiě)。1，寄存器C、D為只讀，寄存器A的第七位為只讀，秒字節(jié)的高位為只讀。</p><p>　　時(shí)間，日歷，鬧鐘的信息所在的寄存器的詳細(xì)分布圖如表2-1所示</p><p>　　表2-1，時(shí)間，日歷，鬧鐘寄存器地址分布表</p&

27、gt;<p>　　控制、狀態(tài)寄存器及其功能描述：</p><p><b>　　寄存器 A </b></p><p>　　UIP：更新進(jìn)行標(biāo)志。</p><p>　　DV2- DV0：為 010 時(shí)晶振工作，其他組合停止。</p><p>　　RS3- RS0：頻率選擇。</p><p&g

28、t;<b>　　寄存器B</b></p><p>　　SET：為 1 時(shí)禁止更新。為 0 時(shí)正常。</p><p>　　PIE：為 1 時(shí)周期中斷允許。</p><p>　　AIE：為 1 時(shí)警報(bào)中斷允許。</p><p>　　UIE：為 1 時(shí)更新結(jié)束中斷允許。</p><p>　　SQWE：為

29、 1 時(shí)方波輸出允許。</p><p>　　DM：為 0 時(shí)時(shí)間為 BCD 碼，為 1 時(shí)為二進(jìn)制。</p><p>　　24/12：為 1 時(shí)是 24 小時(shí)進(jìn)制。為 0 時(shí)是 12 小時(shí)進(jìn)制。</p><p><b>　　DSE：置 0。</b></p><p><b>　　寄存器C</b><

30、;/p><p>　　IRQF：中斷申請(qǐng)標(biāo)志。</p><p>　　PF：周期中斷標(biāo)志。</p><p>　　AF：警報(bào)中斷標(biāo)志。</p><p>　　UF：更新結(jié)束中斷標(biāo)志。</p><p><b>　　寄存器D</b></p><p>　　VRT：為 0 時(shí)表示內(nèi)部鋰電池耗盡

31、。</p><p><b>　　時(shí)鐘模塊</b></p><p>　　時(shí)鐘模塊DS12887的AD口與單片機(jī)的P0口相連，進(jìn)行時(shí)間、日歷數(shù)據(jù)輸出。其它各功能端口的連接在主控電路中已有描述，不在贅述。另外DS12887的12腳與電源地相連，24腳與電源相連。總線選擇端口MOT端與電源地相連。電路圖如圖2-8所示。</p><p>　　圖2-8

32、時(shí)鐘模塊電路</p><p><b>　　按鍵電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)的按鍵電路用4個(gè)按鍵和一個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)就可以進(jìn)行對(duì)時(shí)間的調(diào)整，按鍵就采用最簡(jiǎn)單的點(diǎn)動(dòng)式按鈕，由單片機(jī)的I/O進(jìn)行掃描，來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描按鍵功能。其中，時(shí)間調(diào)整按鈕與單片機(jī)STC89C52的P3.5相連，其功能是當(dāng)按下此鍵時(shí)，開(kāi)始調(diào)整年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，沒(méi)按一次就改變

33、一個(gè)相應(yīng)的要改變的位；鬧鐘調(diào)整按鈕與單片機(jī)STC89C52的P3.4相連，其功能是當(dāng)按下此鍵時(shí)開(kāi)始進(jìn)行鬧鐘調(diào)整，并且每按一次就改變一次要調(diào)整的位；加法按鈕與單片機(jī)STC89C52的P2.5連，其功能是每按一次此鍵就將相應(yīng)的要改變的位的數(shù)值加一；減法按鈕與單片機(jī)STC89C52的P2.6連，其功能是每按下一次此鍵就將要改變的位的數(shù)值減一；近遠(yuǎn)程選擇按鈕與STC89C52的P2.4相連。電路圖如圖2-9所示。</p><

34、p>　　圖2-9 按鍵電路</p><p>　　圖形點(diǎn)陣液晶顯示器12864簡(jiǎn)介</p><p>　　點(diǎn)陣LCD的顯示原理:在數(shù)字電路中，所有的數(shù)據(jù)都是以0和1保存的，對(duì)LCD控制器進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)操作，可以得到不同的結(jié)果。對(duì)于顯示英文操作，由于英文字母種類(lèi)很少，只需要8位（一字節(jié)）即可。而對(duì)于中文，常用卻有6000以上，于是我們的DOS前輩想了一個(gè)辦法，就是將ASCII表的高128

35、個(gè)很少用到的數(shù)值以兩個(gè)為一組來(lái)表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內(nèi)碼[15]。</p><p>　　那么，得到了漢字的內(nèi)碼后，還僅是一組數(shù)字，那又如何在屏幕上去顯示呢？這就涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有了根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來(lái)記載英文或漢字的形狀。</p><p>　　12864是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器,它

36、主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128×64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示8×4個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字。</p><p>　　12864LCD的引腳說(shuō)明如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 液晶模塊12864的管腳說(shuō)明</p><p>　　液晶顯示模塊的特殊寄存器說(shuō)明：</p><p>

37、　　在使用12864LCD前先必須了解以下功能器件才能進(jìn)行編程。12864內(nèi)部功能器件及相關(guān)功能如下：</p><p><b>　　指令寄存器(IR)</b></p><p>　　IR是用于寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)D/I=0時(shí)，在E信號(hào)下降沿的作用下，指令碼寫(xiě)入IR。</p><p>　　2．?dāng)?shù)據(jù)寄存器(DR)</p>

38、<p>　　DR是用于寄存數(shù)據(jù)的，與指令寄存器寄存指令相對(duì)應(yīng)。當(dāng)D/I=1時(shí)，在下降沿作用下，圖形顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入DR，或在E信號(hào)高電平作用下由DR讀到DB7∽DB0數(shù)據(jù)總線。DR和DDRAM之間的數(shù)據(jù)傳輸是模塊內(nèi)部自動(dòng)執(zhí)行的。</p><p><b>　　3．忙標(biāo)志：BF</b></p><p>　　BF標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況。BF=1表示模塊在內(nèi)部操作，此

39、時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。BF=0時(shí)，模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù)。</p><p>　　利用STATUS READ指令，可以將BF讀到DB7總線，從檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài)。</p><p>　　4．顯示控制觸發(fā)器DFF</p><p>　　此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開(kāi)和關(guān)的控制。DFF=1為開(kāi)顯示（DISPLAY OFF），DDRAM的內(nèi)容就顯示在屏幕上

40、，DFF=0為關(guān)顯示（DISPLAY OFF）。</p><p>　　DDF的狀態(tài)是指令DISPLAY ON/OFF和RST信號(hào)控制的。</p><p><b>　　5．XY地址計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　XY地址計(jì)數(shù)器是一個(gè)9位計(jì)數(shù)器。高3位是X地址計(jì)數(shù)器，低6位為Y地址計(jì)數(shù)器，XY地址計(jì)數(shù)器實(shí)際上是作為DDRAM的地址指針，X地址計(jì)

41、數(shù)器為DDRAM的頁(yè)指針，Y地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的Y地址指針。</p><p>　　X地址計(jì)數(shù)器是沒(méi)有記數(shù)功能的，只能用指令設(shè)置。</p><p>　　Y地址計(jì)數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入后，Y地址自動(dòng)加1，Y地址指針從0到63。</p><p>　　6．顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）</p><p>　　DDRAM是存儲(chǔ)圖形顯示數(shù)據(jù)

42、的。數(shù)據(jù)為1表示顯示選擇，數(shù)據(jù)為0表示顯示非選擇。DDRAM與地址和顯示位置的關(guān)系見(jiàn)DDRAM地址表。</p><p><b>　　7．Z地址計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　Z地址計(jì)數(shù)器是一個(gè)6位計(jì)數(shù)器，此計(jì)數(shù)器具備循環(huán)記數(shù)功能，它是用于顯示行掃描同步。當(dāng)一行掃描完成，此地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，指向下一行掃描數(shù)據(jù)，RST復(fù)位后Z地址計(jì)數(shù)器為0。</p>

43、<p>　　Z地址計(jì)數(shù)器可以用指令DISPLAY START LINE預(yù)置。因此，顯示屏幕的起始行就由此指令控制，即DDRAM的數(shù)據(jù)從哪一行開(kāi)始顯示在屏幕的第一行。此模塊的DDRAM共64行，屏幕可以循環(huán)滾動(dòng)顯示64行。</p><p><b>　　8. 字符顯示</b></p><p>　　FYD12864-0402B每屏可顯示4行8列共32個(gè)16

44、5;16點(diǎn)陣的漢字，每個(gè)顯示RAM可顯示1個(gè)中文字符或2個(gè)16×8點(diǎn)陣全高ASCII碼字符，即每屏最多可實(shí)現(xiàn)32個(gè)中文字符或64個(gè)ASCII碼字符的顯示。FYD12864-0402B內(nèi)部提供128×2字節(jié)的字符顯示RAM緩沖區(qū)（DDRAM）。字符顯示是通過(guò)將字符顯示編碼寫(xiě)入該字符顯示RAM實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)寫(xiě)入內(nèi)容的不同，可分別在液晶屏上顯示CGROM（中文字庫(kù)）、HCGROM（ASCII碼字庫(kù)）及CGRAM（自定義字形）

45、的內(nèi)容。三種不同字符/字型的選擇編碼范圍為：0000～0006H（其代碼分別是0000、0002、0004、0006共4個(gè)）顯示自定義字型，02H～7FH顯示半寬ASCII碼字符，A1A0H～F7FFH顯示8192種GB2312中文字庫(kù)字形。字符顯示RAM在液晶模塊中的地址80H～9FH。字符顯示的RAM的地址與32個(gè)字符顯示區(qū)域有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2-3所示。</p><p>　　表2-3 字符

46、顯示RAM在液晶模塊中的地址表</p><p><b>　　顯示模塊電路</b></p><p>　　顯示模塊電路如圖2-10所示，液晶模塊的1管腳接電源地，15管腳用于接電源地，19管腳用于接電源地。2管腳接電源給液晶顯示器供電，3管腳接電源用于提供液晶顯示器顯示驅(qū)動(dòng)電壓，17管腳接電源，20管腳接電源用與提供背景光。4管腳接單片機(jī)的P1.3用于接收數(shù)據(jù)或者指令，5

47、管腳接單片機(jī)的P1.4選擇數(shù)據(jù)被讀寫(xiě)到什么位置，6管腳接單片機(jī)的P1.5用于提供鎖存信號(hào)。</p><p>　　圖2-10 顯示模塊</p><p>　　六、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　軟件是系統(tǒng)的主要組成部分，也是整個(gè)調(diào)試的重點(diǎn)和難點(diǎn)工作。本設(shè)計(jì)采用了匯編語(yǔ)言，因?yàn)閰R編語(yǔ)言更接近機(jī)器語(yǔ)言，可以直接存取寄存器和I/O，編寫(xiě)的代碼可以非常精確的被執(zhí)行，可以

48、編寫(xiě)出比一般編譯系統(tǒng)高效的代碼，可以作為不同語(yǔ)言或不同標(biāo)準(zhǔn)的接口。因此，依據(jù)課題設(shè)計(jì)的要求，采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行軟件編程，用模塊化程序設(shè)計(jì)思想，將軟件劃分成若干模塊單元；包括：DS12887時(shí)鐘顯示模塊、延時(shí)等模塊，鍵盤(pán)掃描子程序，按鍵處理子程序模塊，通信中斷子程序，</p><p>　　主程序的主要功能是顯示日期時(shí)間信息。在主程序中，系統(tǒng)上電自動(dòng)復(fù)位以后首先進(jìn)行系統(tǒng)的液晶顯示、時(shí)鐘芯片DS12887初始化，然后讀寫(xiě)

49、日期、時(shí)間等信息，待數(shù)據(jù)讀寫(xiě)結(jié)束后顯示時(shí)鐘。主程序流程如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 主程序流程圖</p><p>　　主程序說(shuō)明，當(dāng)主程序運(yùn)行時(shí)，先將液晶顯示器清屏，然后將單片機(jī)和時(shí)鐘日歷芯片DS12887初始化，即將時(shí)鐘的初始時(shí)間設(shè)定為2005年月日</p><p>　　首先對(duì)時(shí)鐘芯片DS12887初始化，經(jīng)過(guò)對(duì)狀態(tài)寄存器判斷之后，對(duì)DS128

50、87進(jìn)行讀操作，讀操作時(shí)利用時(shí)鐘日歷地址相鄰的特點(diǎn)，直接使地址增加，隨后判斷數(shù)據(jù)是否讀完了。若讀完了，則返回主程序；若沒(méi)有讀完，則繼續(xù)增加地址，直到讀數(shù)據(jù)完成為止。如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 DS12887時(shí)鐘芯片的讀操作流程圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)用的液晶模塊是12864液晶模塊，這個(gè)模塊可以進(jìn)行串口通信也可以進(jìn)行并口通信，由于單片機(jī)口線限制，在這里采用了串口設(shè)

51、計(jì)思路。本設(shè)計(jì)采用了分屏顯示的原理，在時(shí)間顯示時(shí)顯示屏一，在時(shí)間調(diào)整時(shí)顯示屏二，其流程圖分別如圖3-3、3-4所示。</p><p>　　圖3-3 時(shí)間顯示，屏一顯示流程圖</p><p>　　在屏一顯示流程圖中，顯示設(shè)置液晶顯示設(shè)置為全屏顯示，顯示界面沒(méi)有光標(biāo)顯示，年月日的顯示從第二行第一個(gè)字符開(kāi)始，時(shí)分秒的顯示從第三行第一個(gè)字符開(kāi)始。</p><p>　　圖3-

52、4 時(shí)間調(diào)整顯示，屏二顯示流程圖</p><p>　　在顯示屏二時(shí)應(yīng)先判斷是否有調(diào)整時(shí)間的請(qǐng)求，如果有時(shí)間調(diào)整的要求即有按鍵按下則顯示此屏，顯示此屏?xí)r先進(jìn)行顯示設(shè)置，因?yàn)橐{(diào)整時(shí)間因此要用光標(biāo)表示出要調(diào)整的位，因此顯示設(shè)置中要調(diào)整出光標(biāo)，調(diào)整時(shí)間時(shí)先調(diào)出當(dāng)前時(shí)間，從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始調(diào)整，然后判斷按鍵，根據(jù)按鍵來(lái)調(diào)整時(shí)間，調(diào)整完成之后再返回時(shí)間顯示即顯示屏一。</p><p>　　按鍵調(diào)整程序模

53、塊是用來(lái)調(diào)整時(shí)間的，當(dāng)P3.4按鍵按下時(shí)進(jìn)入時(shí)間調(diào)整界面，再按P3.4就會(huì)依次改變要調(diào)整的參量，依次調(diào)整的參量為年、月、日、時(shí)、分、秒。當(dāng)選擇好了要調(diào)整的位后再按P3.5就會(huì)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)位的加一操作，按P2.6就會(huì)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)位的減一操作。當(dāng)調(diào)整完畢之后，再按P3.4鍵就會(huì)返回時(shí)間顯示界面，從剛才調(diào)整好的時(shí)間開(kāi)始顯示、計(jì)時(shí)。其流程圖如圖3-5所示</p><p>　　圖3-5 按鍵調(diào)整模塊流程圖</p>

54、<p><b>　　七、心得體會(huì)</b></p><p>　　1、本文的主要工作和成果</p><p>　　系統(tǒng)采用了以廣泛使用的單片機(jī)STC89C52為核心，配合時(shí)鐘芯片DS12887，并采用LCD顯示電路，鍵盤(pán)掃描電路所設(shè)計(jì)的一款可以進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控的時(shí)鐘電路。主要工作和成果如下：</p><p>　?。?）介紹基于單片機(jī)的時(shí)鐘電路的

55、設(shè)計(jì)方法，并對(duì)基于單片機(jī)的時(shí)鐘的應(yīng)用進(jìn)行了初步探討。</p><p>　?。?）介紹了時(shí)鐘芯片DS12887的基本原理、特性及使用方法。對(duì)單片機(jī)軟硬件資源和接口擴(kuò)展都有了深入的學(xué)習(xí)。</p><p>　?。?）在系統(tǒng)的軟件仿真調(diào)試中，運(yùn)用了PROTEL、WAVE等軟件；學(xué)習(xí)了他們的基本操作，掌握了程序的編譯過(guò)程、電路圖的繪制過(guò)程。</p><p>　　2、課題設(shè)計(jì)中

56、不足及其展望</p><p>　　本設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)與時(shí)鐘芯片這種模式的時(shí)鐘，從原理上對(duì)單片機(jī)和時(shí)鐘芯片有了深一步的認(rèn)識(shí)。但是，時(shí)鐘除了能夠顯示基本日期時(shí)間功能外，還可以顯示、設(shè)置鬧鐘并可在工業(yè)測(cè)量控制系統(tǒng)中起到定時(shí)、監(jiān)控作用，以及對(duì)某些影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄功能等。所以說(shuō)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘在工農(nóng)業(yè)的監(jiān)控中，它能發(fā)揮的作用會(huì)更多更大！它的這些功能還沒(méi)有完善，希望以后有機(jī)會(huì)可繼續(xù)完善其相應(yīng)的功能。 </p&g

57、t;<p>　　在基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了很多重要的東西，其中最重要的是如何將實(shí)踐和理論相聯(lián)系，怎樣將我所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到我以后的工作中去。大學(xué)的課堂的學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去，此次的時(shí)鐘設(shè)計(jì)給我奠定了一個(gè)實(shí)踐基礎(chǔ)。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)為使我得到了很大收獲：不僅學(xué)到了許多了關(guān)于單片機(jī)方面的知識(shí)，熟悉了與單片機(jī)相關(guān)的兩款軟件

58、WAVE和STC-ISP V35，提高了實(shí)驗(yàn)技能；而且也使我的動(dòng)手能力和電路設(shè)計(jì)能力得到了極大的提高。在此次設(shè)計(jì)中，我的難點(diǎn)是程序的調(diào)試，由于以前僅僅學(xué)了一點(diǎn)匯編語(yǔ)言的皮毛，所以編一個(gè)完整的程序很是吃力！但是經(jīng)過(guò)這一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我還是解決了一些問(wèn)題。軟件調(diào)試中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，就是程序在編譯中仿真器的設(shè)置出現(xiàn)了錯(cuò)誤，從而使系統(tǒng)的編譯通不過(guò)，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來(lái)了極大的不便，所以對(duì)軟件的使用還須更進(jìn)一步的熟練掌握。由于時(shí)間比較倉(cāng)促，我只能做

59、到達(dá)到現(xiàn)在這樣的水平；其他的希望以后的工作中，再做深刻地研究。</p><p><b>　　附錄A：電路原理圖</b></p><p><b>　　附錄B：程序清單</b></p><p><b>　　//主程序</b></p><p><b>　　ORG0000H

60、</b></p><p><b>　　AJMPMAIN</b></p><p><b>　　ORG000BH</b></p><p><b>　　AJMPTZP</b></p><p><b>　　ORG0030H</b></p&

61、gt;<p>　　MAIN:MOVSP,#60H</p><p>　　MOVR4,#00H</p><p>　　MOVTMOD,#02h</p><p>　　MOVTH0,#06H</p><p>　　MOVTL0,#06H</p><p><b>　　SETBEA</b&g

62、t;</p><p><b>　　SETBET0</b></p><p><b>　　SETBTR0</b></p><p><b>　　//初始化</b></p><p><b>　　MOVR2,#3</b></p><p>

63、;　　MOVR1,#30H</p><p>　　LOOP:MOV@R1,#00H</p><p><b>　　INCR1</b></p><p>　　DJNZR2,LOOP</p><p>　　LCALLRINGPI</p><p><b>　　//</b><

64、;/p><p>　　LOOP2:MOVR2,#6</p><p>　　MOVR1,#30H</p><p>　　LCALLDPZP</p><p><b>　　//開(kāi)啟節(jié)能功能</b></p><p>　　JBP1.0,XWJN</p><p>　　JBP

65、1.0,$</p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　// 鬧鐘設(shè)置入口</b></p><p>　　ZWJN:JBP1.1,XPP1</p><p>　　LCALLRINGP</p><p>　　LCALLRELAY</p>

66、<p><b>　　//</b></p><p><b>　　//調(diào)時(shí)入口</b></p><p>　　XPP1:JBP1.3,XPP2</p><p>　　LCALLZPP1</p><p>　　XPP2:JBP1.2,ZPP</p><p>　

67、　LCALLZPP2</p><p>　　ZPP:AJMPLOOP2//</p><p>　　//定時(shí)器0中斷</p><p>　　TZP:PUSH00H</p><p><b>　　PUSH03H</b></p><p>　　INC R4 // 軟件-硬件延時(shí)1秒

68、</p><p>　　CJNER4,#40,ENDI</p><p>　　MOVR4,#0</p><p><b>　　INCR5</b></p><p>　　CJNER5,#100,ENDI //結(jié)束</p><p><b>　　MOVR5,#0</b>&l

69、t;/p><p>　　ZP:MOVR0,#30H</p><p><b>　　MOVR3,#3</b></p><p>　　MOVDPTR,#TCOUNT</p><p>　　LCALLTTZP</p><p>　　LCALLRING</p><p>　　ENDI

70、:POP03H</p><p><b>　　POP00H</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　//定時(shí)器0中斷返回</p><p><b>　　//軟中斷1</b></p><p>　　ZPP1:MOV

71、A,31H</p><p><b>　　ADDA,#1</b></p><p><b>　　DA A</b></p><p><b>　　MOV31H,A</b></p><p>　　CJNEA,#60H,END1</p><p>　　MOV

72、31H,#00H</p><p>　　END1:LCALLRELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　//軟中斷2</b></p><p>　　ZPP2:MOV

73、A,32H</p><p><b>　　ADDA,#1</b></p><p><b>　　DAA</b></p><p><b>　　MOV32H,A</b></p><p>　　CJNEA,#24H,END2</p><p>　　MOV3

74、2H,#00H</p><p>　　END2:LCALLRELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　//延時(shí)顯示程序</b></p><p>　　RELAY:MOV

75、R6,#255</p><p>　　REP:MOVR7,#4</p><p>　　REEE:MOVR2,#6</p><p>　　MOVR1,#30H</p><p>　　LCALLDPZP</p><p>　　DJNZR7,REEE</p><p>　　DJNZR6,R

76、EP</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　//延時(shí)顯示程序結(jié)束</p><p><b>　　//顯示子程序</b></p><p>　　DPZP:MOVP0,#0FFH // 顯示橫杠</p><p>　　MOVP2,#0DBH&l

77、t;/p><p>　　MOVP0,#0BFH // END</p><p>　　DPZP1:MOVP0,#0FFH</p><p>　　MOVDPTR,#CHART //P3part</p><p>　　MOVA,R2</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p>&l

78、t;p>　　MOVP2,A //</p><p>　　MOVDPTR,#LED</p><p>　　MOVA,@R1</p><p>　　JNBF0,DPZPS</p><p><b>　　INCR1 </b></p><p><b>　　SWAPA<

79、/b></p><p>　　DPZPS:ANLA,#0FH</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p><b>　　MOVP0,A</b></p><p><b>　　CPLF0</b></p><p>　　DJNZR2,DPZP1

80、</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　//顯示子程序結(jié)束</b></p><p>　　//不規(guī)則循環(huán)加一子程序</p><p>　　TTZP:MOVA,@R0</p><p><b>　　ADDA,#1</b>

81、;</p><p><b>　　DAA</b></p><p>　　MOV@R0,A</p><p><b>　　MOVA,R3</b></p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p><b>　　CLRC</b><

82、;/p><p>　　SUBBA,@R0</p><p>　　JNCRTTZP</p><p>　　MOV@R0,#0</p><p><b>　　INCR0</b></p><p>　　DJNZR3,TTZP</p><p>　　RTTZP:RET</

83、p><p><b>　　//響鈴程序</b></p><p>　　RING:MOVR0,#34H</p><p>　　MOV24H,#6</p><p>　　RRING:MOVA,31H</p><p>　　SUBBA,@R0</p><p>　　JNZER

84、ING</p><p><b>　　INCR0</b></p><p>　　MOVA,32H</p><p>　　SUBBA,@R0</p><p><b>　　DECR0</b></p><p>　　JNZERING</p><p>

85、;<b>　　CPLP1.7</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　ERING:MOVA,R0</p><p><b>　　ADDA,#3</b></p><p><b>　　MOVR0,A</b><

86、;/p><p>　　DJNZ24H,RRING</p><p><b>　　SETBP2.1</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　//鬧鐘調(diào)整程序<

87、/b></p><p>　　RINGP: MOV20H,#33H</p><p>　　MOV21H,#6</p><p>　　MOVR3,#20</p><p>　　MOV22H,#5</p><p>　　LPRP:LCALLRELAY1</p><p>　　JB

88、P1.1,LPRP1</p><p>　　MOVR3,#20</p><p>　　MOVA,20H</p><p><b>　　ADDA,#3</b></p><p>　　MOV20H,A</p><p>　　DJNZ22H,LPRP</p><p>&

89、lt;b>　　RET</b></p><p>　　LPRP1:JBP1.3,LPRP2</p><p>　　MOVR3,#20H</p><p><b>　　MOVA,20H</b></p><p><b>　　ADDA,#1</b></p><p

90、><b>　　MOVR0,A</b></p><p><b>　　MOVA,@R0</b></p><p><b>　　ADDA,#1</b></p><p><b>　　MOV@R0,A</b></p><p><b>　　DA

91、A</b></p><p>　　CJNEA,#60H,LPRP21</p><p>　　MOV@R0,#00H</p><p>　　LPRP21:LCALLRELAY1</p><p>　　LPRP2:JBP1.2,LPRP3</p><p>　　MOVR3,#20H</p>

92、;<p><b>　　MOVA,20H</b></p><p><b>　　ADDA,#2</b></p><p><b>　　MOVR0,A</b></p><p><b>　　MOVA,@R0</b></p><p><b&

93、gt;　　ADDA,#1</b></p><p><b>　　DAA</b></p><p><b>　　MOV@R0,A</b></p><p>　　CJNEA,#24H,LPRP31</p><p>　　MOV@R0,#00H</p><p>　

94、　LPRP31:LCALLRELAY1</p><p>　　LPRP3:DJNZR3,LPRP</p><p>　　LPRPEND:RET</p><p><b>　　//</b></p><p>　　//鬧鐘組初始化程序(共5組)</p><p>　　RINGPI:MOVR2,

95、#5</p><p>　　MOVR1,#41H</p><p>　　LPRPI:MOV@R1,#00H</p><p><b>　　DECR1</b></p><p>　　MOV@R1,#00H</p><p><b>　　DECR1</b></p

96、><p>　　MOVA,#00H</p><p>　　ORLA,#0A0H</p><p><b>　　ADDA,R2</b></p><p>　　MOV@R1,A</p><p><b>　　DECR1</b></p><p>　　D

97、JNZR2,LPRPI</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　//</b></p><p><b>　　//延時(shí)顯示程序1</b></p><p>　　RELAY1:MOVR6,#255</p><p>　　REP

98、1:MOVR7,#4</p><p>　　REEE1:MOVR2,21H</p><p>　　MOVR1,20H</p><p>　　LCALLDPZP</p><p>　　DJNZR7,REEE1</p><p>　　DJNZR6,REP1</p><p><b&g

99、t;　　RET</b></p><p>　　//延時(shí)顯示程序結(jié)束</p><p><b>　　//數(shù)據(jù)表</b></p><p>　　LED:DB0c0H,0f9H,0a4H,0b0H,099H,092H,82H,0f8H,80H,90H,8EH,0A8H//0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,F,n</p>