单片机应用课程设计基于电子时钟的设计报告参考模板样本

单片机应用课程设计报告（~第2学期）设计题目：基于DS1302电子时钟设计班别：级自动化1班姓名：李永兴贺孝言王永伟指引教师：颜丽娜时间：5月目录1设计任务 32系统总体方案设计 32.1各个模块方案论证 32.1.1时钟芯片选取 32.1.2显示屏选取 32.2总体方案设计 43硬件电路设计 43.1单片机最小系统 43.21302时钟电路 53.3按键调时电路 54系统软件设计 64.1主程序流程图 64.2子程序流程图 74.2.1DS1302子程序流程图 74.2.21602子程序流程图 84.3按键校正调时程序 85实物调试 95.1实物性能分析 95.2总结 12附录1 14（1）系统总电路图 14（2）系统仿真图 14附录2 16某些程序清单 161设计任务基本规定：采用DS1302时钟芯片与单片机STC89C52相结合设计电子时钟，可以显示出实时年、月、日、时、分、秒等时间，并且可以通过按键进行时间调节。2系统总体方案设计2.1各个模块方案论证2.1.1时钟芯片选取由于设计是电子时钟，而单片机STC89C52自带计时功能，运用单片机实现数据显示和调节是可行，采用单片机计时，运用它一种16位定期器/计数器每50ms产生一种中断信号，中断20次后产生一种秒信号，然后依照时间进制关系依次向分、时、日、星期、月、年进位。这样可以直接用单片机内部定期/计数器来完毕电子万年历设计。用单片机内部定期/计数器来制作电子万年历，虽然不必外接其她芯片，充分运用了单片机资源，但是计时精度不够高，误差较大，掉电后所有数据将被丢失，且软件编程较为复杂。在以单片机为核心构成装置中，经常需要一种实时时钟和日历，以便对某些实时发生事件记录时予以时标。采用DS1302作为实时时钟芯片，运用单片机进行控制，外加掉电存储电路、显示电路、键盘电路，即构成一种基本电子万年历系统。由于在系统设计时，需要考虑如下几点因素：功耗低、精准度高、软件程较简朴，芯片体积小、芯片成本低等，而DS1302芯片有上面所述诸多长处，因此本设计采用DS1302作为实时时钟芯片。2.1.2显示屏选取本次设计需要显示中文，如果选用数码管来显示中文，则需要数十个，这样就会增长成本，并且接线不以便，不符合设计初衷。LCD1602具备微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，对比度可调、内含复位电路、提供各种控制命令等特点，完全满足本次设计需要，因而，选取LCD1602作为显示屏进行使用。2.2总体方案设计DS1302具备自身计时功能，但是自身却没法显示并且调节时间，这时就不可避免地要使用到单片机STC89C52，它可以作为一种桥梁，架接液晶显示屏和DS1302，并且运用单片机输入/输出端口可以实现调节时间功能。运用单片机STC89C52实现数据显示和调节是整个系统核心所在，在整个系统中，使用单片机P0口作为液晶显示屏显示端口，液晶显示屏所显示数据全都通过P0口发送，P1口用作调节按键电路连接接口，这样单片机可以较好地完毕时间显示与调节。DS1302电子时钟总体设计方案图如图1所示。图1DS1302电子时钟总体设计方案图3硬件电路设计3.1单片机最小系统单片机是电子时钟系统主控制器。其最小系统重要由STC89C52单片机、晶振电路及单片机复位电路构成。晶振系统由两个30pf陶瓷电容和一种12MHz晶振构成，分别接在XTAL1、XTAL2上，在单片机内部，这两个端口是一种反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器，它决定了单片机时钟周期。单片机有一种复位引脚RST，高电平有效，只要RST保持高电平，单片机将循环复位，复位期间，ALE、PSEN输出高电平。RST从高电平变为低电平之后，PC指针变为0000H，使单片机从程序存储器地址为0000H单元开始执行。当单片机执行程序出错或进入死循环时，也可按复位按钮重新启动。单片机最小系统如图1所示。图2单片机最小系统电路3.21302时钟电路时钟电路是时间计时基本电路，时钟电路普通由DS1302时钟芯片和32.768MHz晶振构成。理论上在晶振两端加两个6pf电容，可以使晶振频率更为精准。DS1302时钟电路图如图2所示。图31302时钟电路按键调时电路按键调时电路重要作用是校正时间，它包具有五个动作：进入(S3)，退出(S6)，加一(S4)，减一(S5)，切换(S2)。要进行校正调时，要一方面按启动按钮，启动按键有效之后，其她按键才干被解锁，如果启动按键判断无效，别的按键将被锁定，按退出按键就会退出校正调时状态。按键调时电路如图3所示。图4按键校正调时电路4系统软件设计由于单片机是可编程控制器，故需要采用C语言对单片机进行程序编写。主程序重要由DS1302程序、按键调节程序及1602液晶屏程序构成。4.1主程序流程图图5主程序流程图开始时，先对变量进行初始化，然后对DS1302进行解决，使其不具备写保护，这样才干保证单片机与DS1302进行正常数据互换。给DS1302持续脉冲，接着向1302内部写入地址，直至写完。最后由单片机与DS1302通信，读取DS1302内部地址，直至读取完毕，然后单片机把所读到数据传送给1602，使数据显示在液晶屏上，这样，整个主程序流程图就完毕了。主程序流程图如图4所示。4.2子程序流程图4.2.1DS1302子程序流程图DS1302子程序流程图如图5所示。开始开始DS1302初始化DS1302初始化写入数据写入数据计数计数是否校正调时是 是否校正调时读出数据否读出数据图6DS1302子程序流程图图5展示了DS1302一种工作流程：一方面是对DS1302进行初始化，使其不受写保护，以便数据写入，在持续脉冲作用下，不断有数据写入1302地址中，直至需要调时，这时变化后数据就会储存在新地址上，读取时便可把新数据传播在1602上，即完毕了调时。4.2.21602子程序流程图开始开始1602初始化1602初始化写入数据写入数据是否有写入是否有写入否 是读出数据显示读出数据显示 图71602子程序流程图1602显示屏工作流程图展示了1602工作流程：启动时，一方面对1602进行初始化，然后检测有无数据写入，当有数据写入时，1602便读出数据并显示，没有数据写入时，1602就始终处在等待中，直至有数据写入。1602子程序流程图如图6所示。4.3按键校正调时程序……………… if(num==1) { enable(0xc0+12); if(jia==0) delay(5); if(jia==0) { while(!jia); sec=bcdtodec(uc_R1302(0x81)&0x7f); sec++; if(sec>59) sec=0; L1602_char(2，12，sec/10+48); L1602_char(2，13，sec%10+48); v_W1302(0x80,dectobcd(sec)|0x80); } if(jian==0) delay(5); if(jian==0) { while(!jian); sec=bcdtodec(uc_R1302(0x81)); sec--; if(sec==-1) sec=59; L1602_char(2，12，sec/10+48); L1602_char(2，13，sec%10+48); v_W1302(0x80,dectobcd(sec)|0x80); } }………………这是整个调时系统一某些，它实现了时间调节这一功能。所有程序详见附录。5实物调试5.1实物性能分析用KEIL编写程序软件编写程序、通过Proteus仿真软件仿真调试之后，确认了此系统可正常运营，在这样前提下，咱们运用一种单片机最小系统、一块用万用板焊接模块和一种1602液晶完毕了第一次实物仿真。本次实物如图7所示。虽然本次调试测试没有达到规定，但是为后续工作打下了不可代替基本。图8万用板实物咱们在第一次尝试之后，发现无较大问题存在，于是就尝试着做出了咱们本次课程设计第一块PCB板，在仔细检查了整个电路无误之后咱们就开始了咱们尝试，第一块板造型是深思熟虑之后才最后定稿。也许是由于第一次做双面板，技术不纯熟，因此打板时候就难免浮现这样那样问题，咱们第一块板同样浮现了问题：液晶显示屏上只显示三个小亮点，不显示数字，实物如图8所示。图9第一块PCB板通过这一次挫折，咱们发现了本来不会出错地方，无缘无端浮现了好多问题，导致了第一次实验没能成功。但是咱们并不灰心，通过细致检查，咱们找到了大某些问题，最后咱们第二块板也不久做出来了，可是问题又浮现了：时钟不走。第二块PCB板如图9所示。图10第二块PCB板由于时间数据始终不走，咱们查阅了好多资料，又认真把有关知识复习了一遍，最后问题解决了：本来是DS1302两个数据传播线电流太小，于是咱们就在P3.5、P1.6端口加上了上拉电阻，加大了电流，最后咱们完毕了设计。完毕实物如图10所示。图11最后设计5.2总结一方面，这次设计让咱们更加理解了单片机及其运用，让咱们受益匪浅，在这次设计中，咱们想挑战一下自己，于是就选用了1602液晶屏来显示数字时钟，咱们懂得这对咱们来说还是有难度，但是我相信咱们一定会克服这个困难，由于我坚信只有给自己真正压力，自己才会获得真正知识！在整个方案探究与决策中，咱们自己动手分析设计程序加深了对自己未知知识理解和对指令灵活运用。通过对程序编译和电路仿真，让咱们更加熟悉了仿真软件应用，最重要是使咱们可以更直观看到程序运营成果，这给了咱们极大地勉励与信心！此外，通过这次单片机课程设计，不但对咱们动手能力有进一步提高，并且还对咱们性格成长上也产生了很大影响：设计操作量大，对咱们习惯和技能规定高，对咱们素质发展有着相称重要作用，要在操作前应当认真学习理论知识，以便更好地指引实践，之后应当继续思考，把理论与实践更好地结合起来，凡事不能操之过急，静下心来，认真思考，谨慎解决好动手与动脑有效结合。这种变化无疑让咱们在后来生活中能获取更多益处与经验。本次课程设计给我印象最深刻是它给咱们启发：理论和实践是两个不同过程，理论是不能等于实践，反之也不行，两者是有区别，有时理论是对，实践不一定能体现出来。实践出来了，不一定能和理论稳合呼应。例如，咱们在仿真时候，咱们电路和程序没有问题，完全对的，实验成果也与咱们预期同样，这是咱们产生了“本次设计如此简朴，只要把电路图连对就行了”错误想法，成果做出来实物并没有按照咱们预期呈现给咱们：又有问题了！通过咱们认真仔细检查，又查阅了众多资料，把此前资料又习一遍，最后问题找到了。在找到问题那一瞬间，我真切感受到了理论与实际切切实实联系，所有东西并不是理论是对的，实际也是对的：咱们按照仿真电路图连结起来电路在真正做出来时，DS1302两个数据传播端口由于电流过小而不能工作，咱们在P3.5和1.6端口背面接上了上拉电阻，这样咱们作品才真正完毕了。“读万卷书，不如行万里路”，当前我终于明白这句从古至今都在流传话了，一句名言存在自有它存在道理。咱们会谨记本次设计带给咱们启发，咱们一定会认真去思，仔细去体会本次设计真正意义……参照文献[1]谭浩强主编.C程序设计题解与上机指引（第3版）[M].北京，清华大学出版社，.16-24[2]谢维成杨家国董秀成,单片机原理与应用及C51程序设计（第2版）[M],北京，清华大学出版社，.7.25-36附录1系统总电路图系统总电路图，如图11所示。图11系统总电路图（2）系统仿真图系统仿真图，如图12所示。图12系统仿真图（3）PCB板设计使用PCB如图13、14所示图13PCB板正面图14PCB板反面附录2程序清单：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitACC0=ACC^0;sbitACC7=ACC^7;sbitt=P1^0；sbitjia=P1^1；sbitjian=P1^2; sbitm=P1^3；sbitT_CLK=P1^6；sbitT_IO=P3^5；sbitT_RST=P1^7；sbitE=P2^7；//1602sbitRW=P2^6； sbitRS=P2^5； voidv_W1302(ucharucAddr，ucharucDa); ucharuc_R1302(uchar); uchardectobcd(ucharbcd);ucharbcdtodec(uchar);voiddelay(ucharx){uchari;while(x--)for(i=0;i<110;i++);}voidenable(uchardel){RS=0;RW=0;P0=del;E=1;delay(3);E=0;}voidwrite(uchardel){RS=1;RW=0;P0=del;E=1;delay(3);E=0;}voidL1602_init(void){enable(0x01); enable(0x38); enable(0x06); enable(0x0c); E=0;}voidL1602_char(ucharhang,ucharlie,charsign){uchara;//if(hang==1)a=0x80;if(hang==2)a=0xc0;a=a+lie-1;enable(a);write(sign);}voidtimechange(){uchara,num=1;ucharhour,min,sec;while(num){if(t==0) delay(5); if(t==0){num++;//beep();while(!t);} if(m==0) delay(5); if(m==0) num=0; enable(0x0f)； a=uc_R1302(0x81)|0x80； v_W1302(0x8e,0)； v_W1302(0x80,a); if(num==4) num=1; if(num==1) { enable(0xc0+12); if(jia==0) delay(5); if(jia==0) { while(!jia); sec=bcdtodec(uc_R1302(0x81)&0x7f); sec++; if(sec>59) sec=0; L1602_char(2，12，sec/10/*%10*/+48); L1602_char(2，13，sec%10+48); v_W1302(0x80,dectobcd(sec)|0x80); } if(jian==0) delay(5); if(jian==0) { while(!jian); sec=bcdtodec(uc_R1302(0x81)); sec--; if(sec==-1) sec=59; L1602_char(2，12，sec/10/*%10*/+48); L1602_char(2，13，sec%10+48); v_W1302(0x80,dectobcd(sec)|0x80); } }if(num==2){enable(0xc0+9);if(jia==0)delay(5);if(jia==0){min=bcdtodec(uc_R1302(0x83));min++;while(!jia);if(min>59)min=0;L1602_char(2，9，min/10/*%10*/+48);L1602_char(2，10，min%10+48);v_W1302(0x82,dectobcd(min));}if(jian==0)delay(5);if(jian==0){ min=bcdtodec(uc_R1302(0x83)); min--; while(!jian); if(min==-1) min=59; L1602_char(2，9，min/10/*%10*/+48); L1602_char(2，10，min%10+48); v_W1302(0x82,dectobcd(min));}}if(num==3){ enable(0xc0+6); if(jia==0) delay(5);if(jia==0) { hour=bcdtodec(uc_R1302(0x85)); hour++; while(!jia); if(hour>23) hour=0; L1602_char(2，6，hour/10/*%10*/+48); L1602_char(2，7，hour%10+48); v_W1302(0x84,dectobcd(hour));} if(jian==0) delay(5); if(jian==0) { while(!jian); hour=bcdtodec(uc_R1302(0x85)); hour--; if(hour==-1) hour=23; L1602_char(2，6，hour/10/*%10*/+48); 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