電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、原理分析（董小雙）4</p><p>　　二、方案選擇（董小雙）4</p><p><b>　　2.1方案論證4</b></p><p>　　2.1.1控制器模塊4</p><p>　　2.1.2時(shí)鐘

2、模塊5</p><p>　　2.1.3發(fā)聲器模塊6</p><p>　　2.1.4顯示模塊6</p><p>　　2.1.5電源模塊6</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</b></p><p><b>　　2.3結(jié)構(gòu)框圖7</b></p>

3、<p>　　三、電路原理圖繪制及仿真（何明波）7</p><p>　　3.1 STC89C52以及最小系統(tǒng)介紹7</p><p>　　3.1.1 STC89C52主要功能及PDIP封裝7</p><p>　　3.1.2 STC89C52引腳介紹7</p><p>　　3.1.3 STC89C52最小系統(tǒng)8<

4、/p><p>　　3.2 DS1302時(shí)鐘芯片以及時(shí)鐘集成模塊介紹9</p><p>　　3.2.1 DS1302概述9</p><p>　　3.2.2 DS1302引腳介紹9</p><p>　　3.2.3 DS1302使用方法10</p><p>　　3.2.4 時(shí)鐘集成模塊內(nèi)部原理圖12</

5、p><p>　　3. 3 1602字符液晶以及顯示模塊介紹12</p><p>　　3.3.1 1602液晶概述12</p><p>　　3.3.2 1602引腳介紹    13</p><p>　　3.3.3 1602字符液晶使用方法14</p><p>　　3.3.4 LCD

6、顯示模塊原理圖15</p><p>　　3.4蜂鳴器的使用16</p><p>　　3.4.1蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理16</p><p>　　3.4.2電路原理16</p><p>　　四 、綜合調(diào)試 （溫鵬飛）16</p><p>　　4.1程序流程圖17</p><p>　　4.3控制

7、程序（ 見附錄三 ）18</p><p><b>　　5 硬件調(diào)試18</b></p><p>　　5.1復(fù)位顯示 18</p><p>　　5.2實(shí)時(shí)時(shí)間 18</p><p>　　5.3時(shí)間設(shè)置 18</p><

8、p>　　5.4秒鐘復(fù)位 18</p><p>　　5.5鬧鈴電路18</p><p>　　5.6 實(shí)物圖18</p><p>　　五 、總結(jié) （溫鵬飛）19</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　附錄一20</b>

9、</p><p><b>　　附錄二21</b></p><p><b>　　附錄三22</b></p><p>　　一、原理分析（董小雙）</p><p>　　1.1設(shè)計(jì)要求1. 用6個(gè)7段LED數(shù)碼管作為顯示設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)鐘功能；</p><p>　　2. 可以分別設(shè)定

10、小時(shí)、分鐘和秒，復(fù)位后時(shí)間為00：00：00；</p><p>　　3. 秒鐘復(fù)位功能，秒復(fù)位鍵按下后，秒回到00；</p><p>　　4. 日期、時(shí)間切換功能；</p><p>　　5. 使用LCD取代LED作為顯示設(shè)備；</p><p>　　6. 實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能。</p><p>　　其中4、5為擴(kuò)展功能，6為創(chuàng)新

11、功能。</p><p><b>　　1.2 原理分析</b></p><p>　　本題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)能顯示年月日，時(shí)分秒，并且具有復(fù)位等功能的電子時(shí)鐘，我們選用采用ATMEL 公司的STC89C52作為主要控制芯片，選用美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302時(shí)鐘模塊作為時(shí)鐘信號(hào)芯片，并且采用LCD1602液晶顯示屏顯示時(shí)間，用

12、一個(gè)蜂鳴器作為發(fā)聲設(shè)備完成鬧鐘功能。本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上增加了時(shí)間調(diào)節(jié)設(shè)置和鬧鐘設(shè)置功能，通過相關(guān)設(shè)置可以設(shè)置當(dāng)前時(shí)間，和要設(shè)置的鬧鈴提醒時(shí)間，并且還完成了時(shí)間復(fù)位顯示00:00:00以及秒鐘復(fù)位和切換功能?？傮w上完成了設(shè)計(jì)要求，并且也有一定的創(chuàng)新。</p><p>　　二、方案選擇（董小雙）</p><p>　　考慮到功能的實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的要求我們直接選用LCD1602液晶屏作為顯示器件

13、，用89C52作為主要控制芯片采集來自DS1302的時(shí)鐘信號(hào)并經(jīng)過相關(guān)處理送到液晶顯示屏顯示，在主控制芯片的控制下實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能并由外接的蜂鳴器產(chǎn)生鬧鈴。整個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)還可以通過主控芯片外接的按鍵設(shè)置時(shí)間及鬧鈴。</p><p><b>　　2.1方案論證</b></p><p>　　2.1.1控制器模塊</p><p><b>　　方案

14、一: </b></p><p>　　采用STC89C52芯片作為硬件核心。STC89C52內(nèi)部具有8KB ROM 存儲(chǔ)空間,512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，帶有2K字節(jié)的EEPROM存儲(chǔ)空間，與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容,STC89C52可以通過串口下載。</p><p><b>　　方案二:</b></p><p>　　采用AT89S

15、52。AT89S52片內(nèi)具有8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間，256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間沒有EEPROM存儲(chǔ)空間，也與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容，具有在線編程可擦除技術(shù)。</p><p>　　兩種單片機(jī)都完全能夠滿足設(shè)計(jì)需要，STC89C52相對(duì)ATS89C52價(jià)格便宜，且抗干擾能力強(qiáng)。考慮到成本因素，因此選用STC89C52。STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編

16、程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中

17、斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)</p><p><b>　　2.1.2時(shí)鐘模塊</b></p

18、><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。所以不采用此方案。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用DS

19、1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，而且精度高,工作電壓2.5V～5.5V范圍內(nèi)，2.5V時(shí)耗電小于300nA.采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源

20、/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 </p><p>　　對(duì)比方案一二，我們采用DS1302作為時(shí)鐘模塊</p><p>　　2.1.3發(fā)聲器模塊</p><p>　　由于是小型電子時(shí)鐘，我們采用壓電式蜂鳴器作為鬧鈴設(shè)備，蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等

21、組成。</p><p><b>　　2.1.4顯示模塊</b></p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示。點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且也相對(duì)較高,所以不用此種作為顯示。</p><p>&

22、lt;b>　　方案二：</b></p><p>　　采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描。LED數(shù)碼管價(jià)格便宜,對(duì)于顯示數(shù)字最合適,但功耗較大，且顯示容量不夠，所以也不用此種方案。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　采用LCD液晶顯示屏。液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字，顯示多樣,清晰可見,且價(jià)格適

23、中，所以采用了LCD數(shù)碼管作為顯示。</p><p>　　考慮到功能的實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的要求我們直接采用LCD1602液晶屏作為顯示器，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形，1602是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以

24、顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊。 </p><p><b>　　2.1.5電源模塊</b></p><p>　　方案一：電池供電，便攜，可隨時(shí)隨地應(yīng)用，但電壓不夠穩(wěn)定，電量消耗快。</p><p>　　方案二：USB直流供電，穩(wěn)定，但需要有電的地方。</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)對(duì)電壓要求不超過5V，為了系統(tǒng)穩(wěn)定顯示清

25、晰，采用USB接口提供電源。</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　整個(gè)電子時(shí)鐘系統(tǒng)由主控制芯片STC89C52，時(shí)鐘電路DS1302，顯示模塊LCD1602，蜂鳴器以及相關(guān)設(shè)置按鍵組成。</p><p><b>　　2.3結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p>　　三、

26、電路原理圖繪制及仿真（何明波）</p><p>　　3.1 STC89C52以及最小系統(tǒng)介紹</p><p>　　3.1.1 STC89C52主要功能及PDIP封裝</p><p>　　STC89C52是由深圳宏晶科技公司生產(chǎn)的與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和輸出管腳相兼容的單片機(jī)。STC89C52主要功能如表1所示，其PDIP封裝如圖2所示</p>

27、<p>　　表1：STC89C52主要功能</p><p>　　3.1.2 STC89C52引腳介紹</p><p>　?、?主電源引腳（2根）</p><p>　　VCC(Pin40)：電源輸入，接＋5V電源</p><p>　　GND(Pin20)：接地線</p><p>　?、谕饨泳д褚_（2根）&

28、lt;/p><p>　　XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端</p><p>　　XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端</p><p><b>　?、劭刂埔_（4根）</b></p><p>　　RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p>&

29、lt;p>　　ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)</p><p>　　PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)</p><p>　　EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。</p><p>　　④可編程輸入/輸出引腳（32根）</p><p&

30、gt;　　STC89C52單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。</p><p>　　P0口（Pin39～Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0～P0.7</p><p>　　P1口（Pin1～Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0～P1.7 </p><p>　　P2口（Pin21

31、～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0～P2.7 </p><p>　　P3口（Pin10～Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0～P3.7</p><p>　　圖2：STC89C52 PDIP封裝圖</p><p>　　3.1.3 STC89C52最小系統(tǒng) </p><p>　　最小系統(tǒng)是指能進(jìn)行正常工作的最簡(jiǎn)單

32、電路。STC89C52最小應(yīng)用系統(tǒng)電路如圖3所示。它包含五個(gè)電路部分：電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、片內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇電路、輸入/輸出接口電路。其中電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路是 保證單片機(jī)系統(tǒng)能夠正常工作的最基本的三部分電路，缺一不可。</p><p>　　電源電路 芯片引腳VCC一般接上直流穩(wěn)壓電源+5V，引腳GND接電源+5V的負(fù)極，電源電壓范圍在4~5.5之間，可保證單片機(jī)系統(tǒng)能正常工作。</p

33、><p>　　時(shí)鐘電路 單片機(jī)引腳18和引腳19外接晶振及電容， STC89C52芯片的工作頻率可在2~33MHz范圍之間選，單片機(jī)工作頻率取決于晶振XT的頻率，通常選用11.0592MHz晶振。兩個(gè)小電容通常取值3pF，以保證振蕩器電路的穩(wěn)定性及快速性。</p><p>　　復(fù)位電路 一般若在引腳RST上保持24個(gè)工作主頻周期的高電平，單片機(jī)就可以完成復(fù)位，但為了保證系統(tǒng)可靠地復(fù)位，復(fù)位

34、電路應(yīng)使引腳RST保持10ms以上的高電平。如圖復(fù)位電路帶有上電自動(dòng)復(fù)位功能，當(dāng)電路上電時(shí)，由于C1電容兩端電壓值不能突變，電源+5V會(huì)通過電容向RST提供充電電流，因此在RST引腳上產(chǎn)生一高電平，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。隨著電容C1充電，它兩端電壓上升使得RST電位下降，最終使單片機(jī)退出復(fù)位狀態(tài)。正常運(yùn)行時(shí)，可按復(fù)位按鈕對(duì)單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　3.2 DS1302時(shí)鐘芯片以及時(shí)鐘集成模塊介紹<

35、/p><p>　　3.2.1 DS1302概述</p><p>　　DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信。</p><

36、p>　　圖4：DS1302封裝圖</p><p>　　3.2.2 DS1302引腳介紹</p><p><b>　　各引腳功能為：</b></p><p>　　Vcc： 主電源；Vcc2:備用電源。當(dāng)Vcc2>Vcc1+0.2V時(shí)，由Vcc2向DS1302供電；當(dāng)Vcc2<Vcc1時(shí)，由Vcc1向DS1302供電。&l

37、t;/p><p>　　SCLK：串行時(shí)鐘輸入端，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出</p><p>　　I/O： 三線接口時(shí)的雙向數(shù)據(jù)線 </p><p>　　CE： 輸入信號(hào)，在讀、寫數(shù)據(jù)期間必須為高</p><p>　　3.2.3 DS1302使用方法</p><p>　　(1) 時(shí)鐘芯片DS1302的工作原理：<

38、/p><p>　　DS1302在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把SCLK端置 “0”，接著把RST端置“1”，最后才給予SCLK脈沖；讀/寫時(shí)序如圖5所示。表2為DS1302的控制字，此控制字的位7必須置1，若為0則不能把對(duì)DS1302進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。對(duì)于位6，若對(duì)程序進(jìn)行讀/寫時(shí)RAM=1，對(duì)時(shí)間進(jìn)行讀/寫時(shí)，CK=0。位1至位5指操作單元的地址。位0是讀/寫操作位，進(jìn)行讀操作時(shí)，該位為1；該位為0則表示進(jìn)行的

39、是寫操作。控制字節(jié)總是從最低位開始輸入/輸出的。表6為DS1302的日歷、時(shí)間寄存器內(nèi)容：“CH”是時(shí)鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行。“WP”</p><p>　　是寫保護(hù)位，在任何的對(duì)時(shí)鐘和RAM的寫操作之前，WP必須為0。當(dāng)“WP”為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。</p><p>　　(2) DS1302的控

40、制字節(jié)</p><p>　　DS1302的控制字如表所示?？刂谱止?jié)最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址；最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始傳輸</p><p>　　表2：DS1302控制字</p>

41、<p>　　(3) 數(shù)據(jù)輸入輸出（I/O）</p><p>　　在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。其讀寫時(shí)序如圖示</p><p>　　圖5：DS1302讀寫時(shí)序</p><p>

42、　?。?）DS1302寄存器</p><p>　　DS1302中與時(shí)間、日期有關(guān)的寄存器共有12個(gè)，其中7個(gè)存放數(shù)據(jù)的格式為BCD碼格式，其讀寫地址如下表所示</p><p>　　表3：DS1302時(shí)鐘寄存器</p><p>　　第一行秒寄存器，CH為時(shí)鐘暫停標(biāo)志位，該位為1時(shí)時(shí)鐘停止，該位為0時(shí)時(shí)鐘運(yùn)行</p><p>　　第二行分寄存器，

43、bit0~bit6表示分鐘數(shù)，因采用BCD編碼，所以低四位最大能表示的數(shù)字為9，計(jì)數(shù)滿向高三位進(jìn)1。</p><p>　　第三行時(shí)寄存器，12/24用來定義DS1302小時(shí)的運(yùn)行模式，12小時(shí)模式下bit5為1表示PM下午，bit5為0表示AM上午。</p><p>　　第八行控制寄存器，bit7是寫保護(hù)位WP，當(dāng)WP為1時(shí)，寫保護(hù)位可防止對(duì)任一寄存器的寫操作，在任何的對(duì)時(shí)鐘和RAM的寫操

44、作之前，WP位必須為0 。此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 </p><p>　　圖6：DS1302內(nèi)部原理圖</p><p>　　DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FD

45、H，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。</p><p>　　3.2.4 時(shí)鐘集成模塊內(nèi)部原理圖 </p><p>　　3. 3 1602字符液晶以及顯示模塊介紹</p><p>　　3.3.1 1602液晶概述</p>

46、<p>　　工業(yè)字符型液晶，1602是指顯示的內(nèi)容為16*2，即能夠同時(shí)顯示兩行，每行16個(gè)字符。常見的1602字符液晶有兩種，一種顯示的是綠色背光黑色字體，另一種顯示藍(lán)色背光白色字體，目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的。本課題所用1602液晶模塊，顯示屏是藍(lán)色背光白色字體。如圖6所示</p><p>　　圖8：1602字符液晶</p><

47、p>　　3.3.2 1602引腳介紹    </p><p>　　表4：1602字符液晶引腳說明</p><p>　　各個(gè)引腳具體功能說明：</p><p>　　第1腳：GND為地電源。</p><p>　　第2腳：VCC接5V正電源。</p><p>　　第3腳：VO為液晶顯示器對(duì)

48、比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生重影，使用一個(gè)1K的電位器調(diào)整對(duì)比度。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。</p><p>　　第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平

49、時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。</p><p>　　第7~14腳：DB0~DB7為8位雙向數(shù)據(jù)線。</p><p>　　第15~16腳：背光燈電源。</p><p>　　3.3.3 1602字符液晶使用方法</p><p><b>　?。?）基本操作時(shí)序</b></p><p>　　圖9：1602液晶讀

50、時(shí)序圖</p><p>　　圖10：1602液晶寫時(shí)序圖</p><p><b>　?。?）RAM</b></p><p>　　1602液晶控制器芯片內(nèi)部帶有80個(gè)8位的RAM緩沖區(qū)，其地址和屏幕的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖7示</p><p>　　圖11地址和屏幕的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖</p><p>　?。?）16

51、02字符液晶字庫</p><p>　　1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如下表所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A” 。</p><p>　

52、　圖121602字符液晶字庫</p><p>　　3.3.4 LCD顯示模塊原理圖</p><p>　　圖13 LCD顯示模塊原理圖</p><p><b>　　3.4蜂鳴器的使用</b></p><p>　　3.4.1蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理</p><p>　　壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩

53、器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。</p><p>　　多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.5~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。</p><p>　　壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃

54、銅片或不銹鋼片粘在一起。</p><p><b>　　3.4.2電路原理</b></p><p>　　如圖14所示，使用SH69P43 為控制芯片，使用4MHz 晶振作為主振蕩器。</p><p>　　PORTC.3/T0 作為I/O 口通過三極管Q2 來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器LS1，而PORTC.2/PWM0 則作為PWM 輸出口通過三極管Q1 來驅(qū)動(dòng)蜂

55、鳴器LS2。另外在PORTA.3 和PORTA.2 分別接了兩個(gè)按鍵，一個(gè)是PWM 按鍵，是用來控制PWM 輸出口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器使用的；另一個(gè)是PORT 按鍵，是用來控制I/O 口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器使用的。連接按鍵的I/O 口開內(nèi)部上拉電阻。</p><p><b>　　圖14.蜂鳴器電路</b></p><p>　　3.5總原理圖（見附件一）

56、 </p><p>　　四 、綜合調(diào)試 （溫鵬飛） </p><p><b>　　4.1程序流程圖</b></p><p>　　圖15主程序流程圖 </p><p><b>　　圖16切換與復(fù)位<

57、;/b></p><p>　　4.2時(shí)間設(shè)置程序流程圖（ 見附錄二 ）</p><p>　　4.3控制程序（ 見附錄三 ）</p><p><b>　　5 硬件調(diào)試</b></p><p>　　5.1復(fù)位顯示 </p><p>　　5.2實(shí)時(shí)時(shí)間

58、 </p><p>　　5.3時(shí)間設(shè)置 </p><p>　　5.4秒鐘復(fù)位 </p><p>　　5.5鬧鈴電路 </p><p><b>　　5.6 實(shí)物圖</b></p><p><b>　　五 總結(jié) </b>

59、;</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)比較順利，完成了所有的設(shè)計(jì)目的，唯一不足的地方是鬧鐘部分由于燒壞了蜂鳴器改用二極管閃爍示警，在焊接的過程中不夠仔細(xì)，漏焊虛焊的情況時(shí)有發(fā)生，這點(diǎn)需要我們提高警惕。在調(diào)試過程中首先遇到的問題是顯示頻的輝度不夠，查閱資料后接上滑動(dòng)變阻器才解決這個(gè)問題，然后就是時(shí)鐘的時(shí)間并不走動(dòng)，仿真了幾次才發(fā)現(xiàn)是電源的電流不符合時(shí)鐘模塊的要求，這些問題暴漏了我們對(duì)課本上所學(xué)的知識(shí)的運(yùn)用還不夠熟練。

60、</p><p>　　在調(diào)試過程中往往一個(gè)小小的錯(cuò)誤都會(huì)話費(fèi)我們巨大的精力去解決，這也反映了電子專業(yè)對(duì)精密準(zhǔn)確程度的要求這高，在設(shè)計(jì)過程中我們必需嚴(yán)謹(jǐn)以及考慮周全，盡量避免不必要的錯(cuò)誤。</p><p>　　在設(shè)計(jì)制作的過程中要感謝同學(xué)之間的相互協(xié)作、集思廣益，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神，最終才獲得好的結(jié)果，希望在今后的學(xué)習(xí)中能夠有更多的機(jī)會(huì)鍛煉我們，真正做到學(xué)以致用，學(xué)有所獲。</p>

61、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李廣第，朱月秀，冷租祁.單片機(jī)基礎(chǔ)第三版[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　[2]李慶亮.C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.3</p><p>　　[3]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分[M].北京:高等教育出版社,2008&

62、lt;/p><p>　　[4]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M].北京:高等教育出版社,2008</p><p>　　[5]楊志忠.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2003.12</p><p>　　[6]及力.Protel 99 SE原理圖與PCB設(shè)計(jì)教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.8</p><p>　　[7]邢小杰.單

63、片機(jī)電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)[j].中國科技博覽,2009。</p><p><b>　　附錄一</b></p><p><b>　　附錄二</b></p><p><b>　　附錄三</b></p><p>　　#include<reg52.h>//52單片機(jī)頭文件，規(guī)定了5

64、2單片機(jī)的寄存器和IO口等</p><p>　　#include<intrins.h>//_nop_空指令及左右循環(huán)移位子函數(shù)庫 </p><p>　　#define uchar unsigned char//宏定義</p><p>　　#define uint unsigned int//宏定義</p><p>　　sbit l

65、cden=P2^2;//定義下面通過lcden來操作P2^2口,1602液晶使能控制端</p><p>　　sbit lcdwr=P2^1;//定義下面通過lcdrw來操作P2^1口，1602讀寫選擇端</p><p>　　sbit lcdrs=P2^0;//定義選數(shù)據(jù)寄存器選指令寄存器控制端</p><p>　　sbit sda=P3^6;//定義DS1302數(shù)據(jù)

66、總線</p><p>　　sbit rst=P3^4;//DS1320復(fù)位</p><p>　　sbit sck=P3^5;//定義時(shí)鐘總線</p><p>　　sbit s1=P1^0;//定義設(shè)置按鈕</p><p>　　sbit s2=P1^1;//定義調(diào)時(shí)按鈕</p><p>　　sbit s3=P1^2;//

67、定義確定按鈕</p><p>　　sbit s4=P1^3;</p><p>　　sbit k1=P1^4;</p><p>　　sbit k2=P1^5;</p><p>　　sbit kss=P1^6;</p><p>　　sbit resmiao=P1^7;</p><p>　　sbit

68、ACC0=ACC^0;</p><p>　　sbit ACC7=ACC^7;</p><p>　　sbit BELL=P3^7;</p><p>　　char fen,shi,miao,ri,yue,nian,zhou,s1num,s2num,s4num,flag1,flag2,lshi,lfen;</p><p>　　uchar code

69、table0[]={" 2014-06-01 7 "};//要寫入1602液晶的數(shù)據(jù)</p><p>　　uchar code table1[]={" 00:00:00 08:00 "};//字庫中的字可直接以外加""號(hào)的形式直接寫入</p><p>　　uchar code table2[]={" Welcom

70、e To "};//歡迎界面</p><p>　　uchar code table3[]={" XI NAN DA XUE "}; //歡迎界面</p><p>　　uchar code table4[]={"****************"};</p><p>　　/*****************

71、**************************************************************</p><p>　　時(shí)函數(shù),z的取值為這個(gè)函數(shù)的延時(shí)ms數(shù)，delay(200);大約延時(shí)200ms. delay(500);大約延時(shí)500ms</p><p>　　**************************************************

72、*****************************/</p><p>　　void delay(uint z) </p><p>　　{ </p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p>

73、<p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*********************蜂鳴器函數(shù)************************************************/</p><p>　　void didi() </p>

74、;<p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=0;i<60;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　BELL = 0;</b

75、></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　BELL = 1;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>

76、;<b>　　}</b></p><p>　　/*******************向1602液晶中寫一個(gè)指令**************************************/</p><p>　　void write_com(uchar com)</p><p><b>　　{</b></p>

77、<p>　　lcdwr=0;//lcdwr為讀寫控制端，lcdwr=0,這里可不寫</p><p>　　lcdrs=0; //液晶rs接口為0時(shí),寫指令，rs為1時(shí)寫數(shù)據(jù)</p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p>　　P0=com; //將要寫的指令賦給P0口

78、，</p><p>　　delay(5); //由1602讀寫操作時(shí)序圖，先將指令賦給P0口，延時(shí)后將使能</p><p>　　lcden=1; // 端lcden置高，再延時(shí)一段時(shí)間，然后將lcden置低，這樣指令</p><p>　　delay(5); // 就寫入到LCD了</p><p><b>　　lc

79、den=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************************向液晶寫數(shù)據(jù)***************************************/</p><p>　　void write_data(uchar date)//與寫指令類似，這里lc

80、drs設(shè)為1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcdrs=1;lcdwr=0;lcden=0;</p><p><b>　　P0=date;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>&l

81、t;b>　　lcden=1;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*************************

82、****初使化1602液晶************************************/</p><p>　　void init_1602()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　lcdwr=0;</b></p><p><b>　　lcden=

83、1;</b></p><p>　　write_com(0x38);//設(shè)置LCD為16*2顯示、5*7點(diǎn)陣、8位數(shù)據(jù)接口模式</p><p>　　write_com(0x0c);//開顯示、不顯示光標(biāo)</p><p>　　write_com(0x06);//寫一個(gè)字符后，地址指針加1</p><p>　　write_com(0x0

84、1);//顯示清0</p><p>　　write_com(0x80);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************************************/</p><p>　　vo

85、id gudingtime_1602()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar num;</p><p>　　write_com(0x80);//將指針指向初始位置</p><p>　　for(num=0;num<16;num++)//循環(huán)函數(shù)，用于將" 2014-06-

86、01 7 "寫入液晶</p><p>　　write_data(table0[num]);</p><p>　　write_com(0x80+0x40);//將指針指向1602液晶的第二行</p><p>　　for(num=0;num<16;num++)//功能與上同，用于將" 08:08:08 08:00 "寫入<

87、;/p><p>　　write_data(table1[num]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************************顯示歡迎界面函數(shù)*************************************/</p><p>　　void displayst

88、ar(void) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　write_com(0x80);</p><p>　　for(i=0;i<16;i++)</p><p>　　write_data(ta

89、ble2[i]);</p><p>　　write_com(0x80+0x40);</p><p>　　for(i=0;i<16;i++)</p><p>　　write_data(table3[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/************

90、***************顯示時(shí)間、日期子函數(shù)*********************************/</p><p>　　void write_sfm(uchar add,uchar time)//用于在1602上顯示年、月、日、時(shí)、分、秒。Add為顯示位置，time為要顯示的內(nèi)容</p><p>　　{ <

91、/p><p>　　uchar shiwei,gewei;</p><p>　　shiwei=time/16; //將從DS1302中讀取的BCD碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成10進(jìn)制個(gè)位和10 </p><p>　　gewei=time%16; //進(jìn)制十位</p><p>　　write_com(add+0x80);//定義顯示在液晶的什么位

92、置</p><p>　　write_data(0x30+shiwei);//由1602液晶字庫可知，0~9的數(shù)據(jù)碼分別對(duì)應(yīng)0x30~0x39</p><p>　　write_data(0x30+gewei);//初使化中設(shè)定了寫一個(gè)字符后，地址指針加1，因此這里</p><p>　　} // 不用重新光標(biāo)寫位</p&g

93、t;<p>　　/**************************顯示周子函數(shù)*****************************************/</p><p>　　void write_zhou(uchar time1)//用于在1602上顯示周信息，與顯示</p><p>　　{ //時(shí)間日期子函數(shù)類似&

94、lt;/p><p>　　uchar gewei;</p><p>　　gewei=time1%16;//一周七天，因此只需個(gè)位</p><p>　　write_com(0x80+13);</p><p>　　write_data(0x30+gewei);</p><p><b>　　}</b><

95、/p><p>　　/***************************寫數(shù)據(jù)字節(jié)子函數(shù)************************************/</p><p>　　void Input_1byte(uchar TD)//寫一字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b&g

96、t;　　uchar i;</b></p><p><b>　　ACC=TD;</b></p><p>　　for(i=8;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　sda=ACC0;</b></p>&

97、lt;p><b>　　sck=1;</b></p><p><b>　　sck=0;</b></p><p>　　ACC=ACC>>1; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

98、<p>　　/*************************讀數(shù)據(jù)字節(jié)子函數(shù)**************************************/</p><p>　　uchar Output_1byte(void)//讀一字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　ucha

99、r i;</b></p><p>　　for(i=8;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ACC=ACC>>1;</p><p><b>　　ACC7=sda;</b></p><p><b>

100、　　sck=1;</b></p><p><b>　　sck=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(ACC);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*********

101、******************寫DS1302數(shù)據(jù)函數(shù)***********************************/</p><p>　　void write_1302(uchar DS_ADD,uchar DS_DAT)//寫操作</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　rst=0;&

102、lt;/b></p><p><b>　　sck=0; </b></p><p><b>　　rst=1;</b></p><p>　　Input_1byte(DS_ADD);</p><p>　　Input_1byte(DS_DAT);</p><p><b&

103、gt;　　sck=1;</b></p><p><b>　　rst=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************************讀DS1302數(shù)據(jù)函數(shù)***********************************/</p>

104、<p>　　uchar read_1302(uchar DS_ADD)//讀操作</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uchar DS_INF;</p><p><b>　　rst=0;</b></p><p><b>　　sck=0; <

105、;/b></p><p><b>　　rst=1;</b></p><p>　　Input_1byte(DS_ADD);</p><p>　　DS_INF=Output_1byte();</p><p><b>　　sck=1;</b></p><p><b>

106、;　　rst=0;</b></p><p>　　return(DS_INF);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*************************初始化DS1302子函數(shù)***********************************/</p><p>　　

107、void inital_1302()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_1302(0x8e,0x00);//禁止寫保護(hù)</p><p>　　write_1302(0x90,0xaa);//定義充電</p><p>　　write_1302(0x80,0x00);//秒 </

108、p><p>　　write_1302(0x84,0x00);//時(shí) </p><p>　　write_1302(0x82,0x00);//分</p><p>　　write_1302(0x8c,0x14);//年</p><p>　　write_1302(0x88,0x06);//月</p><p>　　write

109、_1302(0x86,0x01);//日</p><p>　　write_1302(0x8a,0x07);//星期</p><p>　　write_1302(0xc0,0x08);//鬧鐘小時(shí)初始化</p><p>　　write_1302(0xfc,0x00);//鬧鐘分鐘初始化</p><p>　　write_1302(0x8e,0x80

110、);//開保護(hù)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********************************************************************************</p><p><b>　　掃描函數(shù)</b></p><p>

111、;　　********************************************************************************/</p><p>　　void keyscan()</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(s1==0&&s4num==0)//

112、按鍵1按下且s4再次之前未曾按過</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　if(s1==0&&s4num==0)</p><p><b>　　{ </b></p>&

113、lt;p><b>　　flag1=1;</b></p><p><b>　　s1num++;</b></p><p>　　while(!s1);didi();</p><p>　　if(s1num==1)</p><p><b>　　{</b></p>

114、<p>　　write_com(0x80+0x40+8);//光標(biāo)移動(dòng)到**位置</p><p>　　write_com(0x0f);//顯示光標(biāo)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1num==2)</p><p><b>　　{</b></p&

115、gt;<p>　　write_1302(0x8e,0x00);//禁止寫保護(hù)</p><p>　　write_1302(0x80,miao);//寫入秒信息</p><p>　　write_1302(0x8e,0x80);//開寫保護(hù)</p><p>　　write_com(0x80+0x40+5);</p><p><b

116、>　　}</b></p><p>　　if(s1num==3)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_1302(0x8e,0x00);</p><p>　　write_1302(0x82,fen);</p><p>　　write_1302(0x

117、8e,0x80);</p><p>　　write_com(0x80+0x40+2);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1num==4)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_1302(0x

118、8e,0x00);</p><p>　　write_1302(0x88,yue);</p><p>　　write_1302(0x8e,0x80);</p><p>　　write_com(0x80+13);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1num==5)&l

119、t;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_1302(0x8e,0x00);</p><p>　　write_1302(0x84,shi);</p><p>　　write_1302(0x8e,0x80);</p><p>　　write_com(0x80+10);<

120、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1num==6)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_1302(0x8e,0x00);</p><p>　　write_1302(0x86,ri);</p>&l

121、t;p>　　write_1302(0x8e,0x80);</p><p>　　write_com(0x80+7);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1num==7)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　writ

122、e_1302(0x8e,0x00);</p><p>　　write_1302(0x8c,nian);</p><p>　　write_1302(0x8e,0x80);</p><p>　　write_com(0x80+4);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(s1

123、num==8)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　flag1=0;</b></p><p><b>　　s1num=0;</b></p><p>　　write_1302(0x8e,0x00);</p><p>　　

124、write_1302(0x8a,zhou);</p><p>　　write_1302(0x8e,0x80);</p><p>　　write_com(0x0c);//不顯示光標(biāo)</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>

125、<b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************************************/</p><p>　　if(s1num!=0&&s4num==0)//按鍵1按下*次且s4再次之前未曾按過</p><p&g

126、t;<b>　　{</b></p><p><b>　　if(s2==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　if(s2==0)</b>

127、</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　while(!s2);didi();</p><p>　　if(s1num==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int x1,x2;</p><p>　

128、　x1=miao%16;</p><p>　　x2=miao/16;</p><p><b>　　x1++;</b></p><p>　　if(x1==10)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　x1=0;</b><