1、課程設計報告課程名稱： 微機原理課程設計 題 目： 基于單片機的電子時鐘設計 學 院： 環境與化學工程 系：過程裝備與測控工程 專 業： 測控技術與儀器 班 級： 測儀091班 學 號： 學生姓名： 起訖日期： 2011-12-192011-12-26 指導教師： 楊俊清、楊大勇 摘要20世紀末，電子技術獲得了飛速的開展，在其推動下，現代電子產品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產力的開展和社會信息化程度的提高，同時也使現代電子產品性能進一步提高,產品更新換代的節奏也越來越快。 數字鐘已成為人們日常生活中必不可少的必需品，廣泛用于個人家庭以及辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作

2、、娛樂帶來極大的方便。由于數字集成電路技術的開展和采用了先進的石英技術，使數字鐘具有走時準確、性能穩定、攜帶方便等優點，它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領域。盡管目前市場上已有現成的數字鐘集成電路芯片出售，價格廉價、使用也方便，但鑒于單片機的定時器功能也可以完成數字鐘電路的設計，因此進行數字鐘的設計是必要的,研究數字鐘及擴大其應用,有著非常現實的意義。單片機數字時鐘就是其中的一款設計。它具有編程靈活，便于電子鐘功能的擴充，即可用該電子鐘發出各種控制信號，精確度高等特點，同時可以用該電子鐘發出各種控制信號，單片機數字鐘是單片機為核心。時鐘，本設計是以單片機STC89C52配備LCD1602

3、顯示，數字鐘采用24小時制方式顯示時間，帶有日期和時間的設置功能。關鍵詞：單片機 電子時鐘 C語言目錄一、設計任務、要求1二、方案總體設計與論證1三、硬件設計2四、系統仿真與調試5五、設計總結、心得體會等14六、參考文獻14一、設計任務、要求1、設計任務：利用單片機的C語言、STC89C52單片機及獨立按鍵和LCD1602設計出電子時鐘，且完成課程設計報告。2、設計要求：、用LCD1602液晶顯示。、可以分別設定小時，分鐘和秒，復位后時間為：00：00：00、能實現日期的設置，年、月、日3.創新局部:具有顯示星期功能。二、方案總體設計根據設計內容與具體要求，分析與論證方案一：本方案采用Dall

4、as公司的專用時鐘芯片DS1302。該芯片內部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其以用于顯示或設置，使得軟件編程相對簡單。為保證時鐘在電網電壓缺乏或突然掉電等突發情況下仍能正常工作，芯片外部設置備用電源。當電網電壓缺乏或突然掉電時，系統自動轉換到外部備用電源供電系統。而且即使系統不上電，程序不執行時，備用電源也能保證芯片的正常運行，以備隨時提供正確的時間。方案二：本方案完全用軟件實現數字時鐘。原理為：在單片機內部存儲器設幾個字節分別存放時鐘的年、月、日、時、分、秒信息。利用定時器與軟件結合實現1秒定時中斷，每產生一次中斷，存儲器內相應的秒

5、值加1；假設秒值到達60，那么將其清零，并將相應的分字節值加1；假設分值到達60，那么清零分字節，并將時字節值加1；假設時值到達24，那么將十字節清零，以此類推。該方案具有硬件電路簡單的特點。但由于每次執行程序時，定時器都要重新賦初值，所以該時鐘精度不高。而且，由于是軟件實現，當單片機不上電，程序不執行時，時鐘將不工作。基于硬件電路的考慮，本設計采用方案二完成數字時鐘的功能。總體設計：設計總體框架圖如圖1所示。圖1、系統框架圖總體方案工作原理：在單片機內部存儲器設幾個字節分別存放時鐘的年、月、日、時、分、秒信息。利用定時器與軟件結合實現1秒定時中斷，每產生一次中斷，存儲器內相應的秒值加1；假設

6、秒值到達60，那么將其清零，并將相應的分字節值加1；假設分值到達60，那么清零分字節，并將時字節值加1；假設時值到達24，那么將十字節清零，以此類推。三、硬件設計3.1、單片機最小系統圖2、單片機最小系統本設計晶振電路采用12M的晶振。晶振的作用是給單片機正常工作提供穩定的時鐘信號。單片機的晶振并不是只能用12M，只要不超過20M就行，在準許的范圍內，晶振越大，單片機運行越快，還有用12M的就是好算時間，因為一個機器周期為1/12時鐘周期，所以這樣用12M的話，一個時鐘周期為12us，那么定時器計一次數就是1us了，電容范圍在20-40pF之間，這里連接的是22pF的電容。機器周期=10*晶振

7、周期=12*系統時鐘周期3.2、LCD液晶顯示模塊就時鐘而言，通常可采用液晶顯示或數碼管顯示。由于液晶顯示比數碼管顯示簡單方便，所以本實驗采用1602液晶顯示器顯示。圖3、LCD液晶顯示模塊圖4、引腳接口說明表第1腳：VSS為地電源。 第2腳：VDD接5V正電源。 第3腳：VL為液晶顯示器比照度調整端，接正電源時比照度最弱，接地時比照度最高，比照度過高時會產生“鬼影，使用時可以通過一個10K的電位器調整比照度。 第4腳：RS為存放器選擇，高電平時選擇數據存放器、低電平時選擇指令存放器。 第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令

8、或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數據。 第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。 第714腳：D0D7為8位雙向數據線。 第15腳：背光源正極。 第16腳：背光源負極。圖5、讀操作時序圖圖6、寫操作時序圖3.3、時鐘顯示校正電路圖7、時鐘顯示校正電路本設計利用按鍵開關來校正時鐘顯示的數字。當按鈕按下時，將在相應的端口輸入一個低電平，通過相應的程序來改變時鐘顯示。其中S1按鍵開關用來選擇要修改的數字；S2按鍵用來增加所選數字的數值；S3按鍵用來減少所選數字的數值；S4用來退出設置。3.4、整體電路圖8、

9、整體結構設計圖四、系統仿真與調試仿真軟件簡介：Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件該軟件中國總代理為廣州風標電子技術。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模

10、型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2021年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。調試與仿真過程圖圖9、程序調試圖圖10、設置秒圖11、設置分圖12、設置時圖13、設置日圖14、設置月圖15、設置年PCB電路圖圖16、PCB電路圖實物圖圖17、電子時鐘正常運行圖18、設置秒圖19、設置分鐘圖20、設置小時圖21、設置日圖22、設置月圖23、設置年使用說明1本次設計有四個按鍵

11、S0、S1、S2、S3分別是復位、時間預置鍵時間選位、加、減。具體按鍵說明如下： 2S0復位鍵：按下這個鍵后LCD液晶屏恢復初始態顯示0:0:0。如在正常時間顯示狀態下要想從0初始態開始從先調時間可按下此鍵。 3S1時間預置鍵:正常時間顯示狀態下，按下此鍵進入預置時間狀態，秒、分、時、日、月、年設定完成后再按下此鍵退出進入正常走時狀態。 4S2加1鍵：在調整年、月、日、時、分、秒時間數值時按下此鍵時相應的數值加一。5S3減1鍵：在調整年、月、日、時、分、秒時間數值時按下此鍵時相應的數值減一。五、設計總結、心得體會等做了一周的課程設計，在這次的單片機課程設計中,我學到了很多關于單片機硬件開發的一

12、些知識,并了解到了關于單片機C語言的程序設計,從最開始選題到最后焊接,調試,使我的動手能力得到了充分的鍛煉.由于單片機是上學期所學習的內容,所以已經很久沒復習，因此在設計的過程中遇到了很多困難,但是經過團隊的討論,論證和學習,我們克服了設計過程中的種種困難與艱辛,從中我認識到了團隊力量的強大,正所謂兄弟齊心,其力斷金.我們也發現理論和實際的差異,每次的電腦仿真都能順利運行,但是當把實物焊接出來并導入程序都出現了很多問題.最終經過硬件調試,還是到達了我們的理想狀態.單片機理論的學習固然重要,但是我要通過實際的動手操作能力才能是我們更好的理解并掌握其中的知識。雖然這次的課程設計我參考了一些文獻資料

13、，創新內容很少，但在對硬件的設計與制作過程中我明白了許多，實踐遠遠不同于理論，理論往往只限制于某一本書的內容，而實踐確涉及到多方面的內容，需要我們去翻閱參考資料、上網查找有關內容來了解,學習。這次課程設計的最大收獲是只有把理論用到實踐中我們才能真正掌握好所學知識，并且我們僅僅只掌握教學大綱中的內容是不夠的，我們必須要掌握一些必要的課外知識。最后我要感謝我的隊友和所有幫助過我得同學和老師,因為有你們給我得幫助與鼓勵,我才最終克服困難,迎刃而上順利完成了課程設計.六、參考文獻【1】田淑清 二級教程C語言程序設計 高等教育出版社 2021.【2】李朝青 單片機原理及接口技術 北京航空航天大學出版社 2005.【3】唐文彥 傳感器 機械