数字时钟52712.doc

努力不一定成功，但成功必须努力！目录1、引言22、时钟设计方案及其工作原理22.1 时钟设计方案22.2时钟工作原理23、硬件设计与实现33.1单片机简介及其最小系统原理图33.2 LCD1602简介及其显示原理图43.3调时电路及其原理图54、程序设计54.1程序设计流程图54.2源程序：见附录54.3 时钟原理的仿真65、元器件选择、仿真与制作65.1原器件详细清单65.2 PCB板设计75.3印制板制作75.4组装及焊接76、调试87、操作说明88、结束语8参考文献9附录101、引言时间是人类生活中不可或缺的重要元素。如果没有时间的概念，社会将不会有所发展和进步，从古代的沙漏、十二天干地支，到后来的机械以及当今的石英钟，都充分显示出了时间的重要性，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作用，将有着重要的意义。电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化、多功能化、体积小、LCD显示界面好、可扩展性强等特点，被广泛应用于生活和工作中。当今市场上电子时钟种类繁多，外形小巧别致。也有体积较大的，如公共场所的大型电子时钟等。电子时钟首先是数字化了时间显示等，在此基础上，人们可以根据不同场合的需求，在时钟加上其他功能，如万年历等。2、时钟设计方案及工作原理2.1时钟设计方案电子时钟既可以通过纯硬件实现，也可以通过软硬件结合实现，通过多方面的考虑，本设计决定采用具有集成度高、体积小、控制功能强等特点的AT89S52单片机来实现时钟设计，另外采用16位LCD1602液晶显示器显示日期、星期和时间，用3个开关按钮构成调时电路， 5V直流供电，外加一复位电路。本设计电路简单，成本低廉，在功能方面有待改进。2.2时钟工作原理本系统以AT89S52芯片为核心，通过液晶LCD1602作为显示模块。利用单片机AT89S52通过程序进行计算处理，最后送到液晶显示模块进行显示出日期、星期和时间。如果日期、时间和星期不正确，可以连接P1.1、P1.2、P1.3的开关S1、S2、S3对它们进行校准。3、硬件设施及其实现3.1单片机简介及其最小系统原理图：简介：与MCS-51单片机产品兼容、8K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 。AT89S52单片机最小系统电路原理图：本系统采用ATMEL公司的单片机AT89S52来实现,利用单片机软件编程灵活、自由度大的特点,力求用软件完善各种控制算法和逻辑控制。本系统选用的AT89S52芯片时钟可达12MHz,运算速度快,控制功能完善。其内部具有256字节RAM,而且内部含有8KB的flash ROM 不需要外扩展存储器,可使系统整体结构更为简单、实用。主控芯片AT89S52单片机最小系统电路原理图如下所示： 图1 AT89S52单片机系统原理图3.2液晶LCD1602简介：显示容量:162个字符； 芯片工作电压:4.55.5V； 工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V； 字符尺寸:2.954.35(WH)mm引脚功能说明：1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表1所示:表1编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极液晶显示模块电路原理图如下：该模块有控制器HD44780、驱动器HD44100和液晶板组成。HD44780是典型的液晶显示控制器，它集控制和驱动于一体，本身就可以驱动单行16字符或2行8字符。对于2行16字符的显示要增加HD44100驱动器。HD44780由字符CGROM、自定义字符发生器CGRAM和显示缓冲区DDRAM组成。图2 LCD1602液晶显示原理图 3.3调时电路： 调时电路由“P1.1/P1.2/P1.3按键接地”构成，按下S1按键，选择需要调整的项目，此时电子时钟停止走动，此时若再按下S2键则进行加时调整；若按下S3键则进行减时调整。时间调整从秒到 年均完毕后，电子时钟开始走动，从而实现了时间调整功能。 图3 调时电路原理图4、程序设计结构框图4.1程序设计流程图开始初始化 写时间、日期、星期读时间、日期、星期显示子程序修改日期、时间和星期程序 返回 图4 程序设计结构框图4.2源程序：见附录 4.3 时钟原理的仿真制作PCB版之前先用proteus软件进行仿真，仿真成功后开始做板。其仿真图如下所示：图5 时钟原理仿真图5、元器件选择与制作5.1元器件详细清单见下表：表2元件名称数量元件名称数量AT89S521二极管Diode 1N41481LCD160212根排针212MHZ晶振1发光二极管（红）110uF电解电容110K、2.2K、1K、10电阻各130pF普通电容2按钮45.2 PCB板设计使用DXP2004绘图软件，在13*8方厘米的区间布局、布线，注意元件的封装以及焊盘得到大小要根据实物元件的实际情况。线的宽度设为1毫米，地线为1.5毫米，电源线为1.2毫米；焊盘内径设为0.9毫米，外径分别为2毫米。根据需要对PCB进行补泪滴。最终的PCB板图如下所示：图6 PCB板图5.3 印刷板制作 印刷板设计合理与否关系到电路在焊接、装配、调试中是否方便。好的印刷板必须排列紧凑、使用方便。打印好PCB图后就可以印刷电路板了，印完之后就拿去腐蚀然后涂上松香防止被氧化。等到松香晾干之后就开始钻孔。5.4 组装及焊接首先用万用表测出各电阻的阻值以及各电容的大小。根据原理图把元器件放到电路板上（先放电阻再放电容然后放体积比较大的元件）焊好。焊接时要注意方法，电烙铁与电路板成九十度角，既要和焊盘接触又要和元件的引脚接触，接触时间不要过长（不然会烧坏元件的）大概十秒左右就行了。拿起电烙铁时要快，这样焊口才圆滑。把所有元件都焊好之后用剪刀把元件的长引脚剪掉。8 专业课程设计论文 撰写人：许丽丽努力不一定成功，但成功必须努力！6、调试用下载头将写好的程序烧录到单片机后，没有显示正确的日期、星期和时间，通过用万用表等工具仔细的检查，发现：首先是晶振损坏了，其次是电位器焊接不正确。随后更换晶振，将电位器拆卸重新焊接好后即可正确显示日期、星期和时间。7、操作说明根据下表的操作说明实现时间的调整： 表3时 间S1：秒S2:加；S3减S1：分S2:加；S3减S1：时S2:加；S3减星 期 S1：星期S2:加；S3减日 期S1：日S2:加；S3减S1：月S2:加；S3减S1：年S2:加；S3减8、结束语 本设计以AT89S52单片机为核心部件，单片机系统完成显示日期、时间、星期等功能。通过对本设计的思考，更加加深了我对单片机的认识，熟练了对单片机的控制，本设计还有许多需要改进的地方，我会在接下来的日子里继续完善我的设计，在原来的基础上增加温度测量的设计、电子音乐盒、用DS1302芯片实现精确时间的设计等，努力将该设计做得更好，更实用。 参考文献：1谭浩强著.C语言程序设计.第三版.北京：清华大学出版社，2005.7 2郭天祥编著. 新概念51单片机C语言教程. 北京:电子工业出版社,2009.13杨素行主编.模拟电子技术简明教程.第三版.北京：高等教育出版社，2009.34李全利编著.单片机原理与接口技术.第2版.北京:高等教育出版社，2009.15江思敏、陈明.Protel电路设计教程.第2版.北京：清华大学出版社，2006.126朱清慧，Proteus教程:电子线路设计、制版与仿真，清华大学出版社，2008,97郭文川，单片机原理与接口技术，中国农业出版社，2007,1附录源程序如下所示：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rs=P20;sbit lcden=P22;sbit s1=P11; /选择要调整的项目，左移sbit s2=P12;/加sbit s3=P13;/减uchar count,s1num;uchar shi,fen,miao,zhou,ri,yue,nian;uchar code table= 2010-12-31 5;uchar code table1= 09:59:50;void delay(uint z)uint x,y;for(x=0;xz;x+)for(y=0;y110;y+);void w_com(uchar com)rs=0;lcden=0;P3=com;delay(5);lcden=1;/给高脉冲delay(5);lcden=0;/*写指令*/void w_data(uchar date)rs=1;lcden=0;P3=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;/*写数据*/*初始化函数*/void w_sfm(uchar add,uchar date)/时分秒uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;w_com(0x80+0x40+add);w_data(0x30+shi);w_data(0x30+ge); void w_zhou(uchar add,uchar date)/周uchar z;z=date;w_com(0x80+add);w_data(0x30+z);void w_ryn(uchar add,uchar date)/日uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;w_com(0x80+add);w_data(0x30+shi);w_data(0x30+ge);void init()uchar num;lcden=0;/初始化使能为0fen=59;miao=50;shi=23;zhou=5;ri=31;yue=12;nian=10;w_com(0x38);/写入显示模式指令码w_com(0x0c);/写入显示开/关及光标指令码w_com(0x06);/当写一个字符后，地址指针加一，光标加一，不动光标不闪烁w_com(0x01); /清零作w_com(0x80);/代表第一行第一位for(num=0;num15;num+)w_data(tablenum);delay(5);w_com(0x80+0x40);/代表第二行第一位for(num=0;num12;num+)w_data(table1num);delay(5); w_sfm(4,shi); w_sfm(7,fen); w_sfm(10,miao); w_zhou(14,zhou); w_ryn(4,nian); w_ryn(7,yue); w_ryn(10,ri); TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256;/50毫秒产生一次中断 TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1;void keyscan()if(s1=0)/闪烁位置/选择要调整的项目，左移delay(10);if(s1=0) s1num+;while(!s1);if(s1num=1)/s1键按一下依次从秒分周日月时向左移TR0=0;w_com(0x80+0x40+0x0b);w_com(0x0f);/左移光标开始闪烁if(s1num=2)w_com(0x80+0x40+0x08);w_com(0x0f);/左移光标开始闪烁if(s1num=3)w_com(0x80+0x40+0x05);w_com(0x0f);/左移光标开始闪烁if(s1num=4)w_com(0x80+0x0e);w_com(0x0f);/左移光标开始闪烁if(s1num=5)w_com(0x80+0x0b);w_com(0x0f);/左移光标开始闪烁if(s1num=6)w_com(0x80+0x08);w_com(0x0f);/左移光标开始闪烁if(s1num=7)w_com(0x80+0x05);w_com(0x0f);/左移光标开始闪烁if(s1num=8)s1num=0;w_com(0x80+0x40+12);w_com(0x0c);/光标恢复原样，不闪烁TR0=1;if(s1num!=0)/用于调节年月日时分秒if(s2=0)delay(10);if(s2=0)while(!s2);if(s1num=1)/秒升调节miao+;if(miao=60)miao=0;w_sfm(10,miao);w_com(0x80+0x40+11);if(s1num=2)/分升调节fen+;if(fen=60)fen=0;w_sfm(7,fen);w_com(0x80+0x40+8);if(s1num=3)/时升调节shi+;if(shi=24)shi=0;w_sfm(4,shi);w_com(0x80+0x40+5);if(s1num=4)/周升调节zhou+;if(zhou=8)zhou=1;w_zhou(14,zhou);w_com(0x80+14);if(s1num=5)/日升调节ri+;if(yue=1|yue=3|yue=5|yue=7|yue=8|yue=10|yue=12)if(ri=32)ri=1;w_ryn(10,ri);w_com(0x80+11);if(yue=2)if(ri=30)ri=1;w_ryn(10,ri);w_com(0x80+11);if(yue=4|yue=6|yue=9|yue=11) if(ri=31)ri=1;w_ryn(10,ri);w_com(0x80+11);if(s1num=6)/月升调节yue+;if(yue=13)yue=1;w_ryn(7,yue);w_com(0x80+8);if(s1num=7)/年升调节nian+;if(nian=99)nian=1;w_ryn(4,nian);w_com(0x80+5);if(s3=0)delay(5);if(s3=0)while(!s3);if(s1num=1)/秒降调节miao-;if(miao=-1)miao=59;w_sfm(10,miao);w_com(0x80+0x40+11);if(s1num=2)/分降调节fen-;if(fen=-1)fen=59;w_sfm(7,fen);w_com(0x80+0x40+8);if(s1num=3)/时降调节shi-;if(shi=-1)shi=23;w_sfm(4,shi);w_com(0x80+0x40+5);if(s1num=4)/周降调节zhou-;if(zhou=0)zhou=7;w_zhou(14,zhou);w_com(0x80+14);if(s1num=5)/日降调节 ri-;if(yue=1|yue=3|yue=5|yue=7|yue=8|yue=10|yue=12)if(ri=0)ri=31;w_ryn(10,ri);w_com(0x80+11);if(yue=2)if(ri=0)ri=29;w_ryn(10,ri);w_com(0x80+11);if(yue=4|yue=6|yue=9|yue=11) if(ri=0)ri=30;w_ryn(10,ri);w_com(0x80+11); if(s1num=6)/月降调节yue-;if(yue=0