基于STC89C52单片机的电子时钟设计带程序Word格式.docx

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第3章系统硬件设计..................................................................................................13

3.1电路设计框图..................................................................................................13

3.2系统硬件概述..................................................................................................13

第4章系统的软件设计..............................................................................................14

4.1程序概述...........................................................................................................14

4.2延时函数...........................................................................................................15

4.3对DS1302读写操作函数...............................................................................15

......................................................................................15写数据向4.3.1DS1302

......................................................................................16读数据从DS13024.3.2

4.4显示函数..........................................................................................................17

..........................................................................171602液晶中写一个指令4.4.1向.............................................................................................17向液晶写数据4.4.2........................................................................................171602液晶4.4.3初使化.............................................................18如何在液晶上显示时间、日期及周4.4.4

4.5按键函数...........................................................................................................19

......................................................................2112/24小时显示模式切换键4.5.1

................................................................................................23功能键函数4.5.2

................................................................................................26调整键函数4.5.3

.......................................................................................................314.5.4确定键4.6主函数..............................................................................................................32

总结................................................................................................................................34

致谢................................................................................................................................35

参考文献........................................................................................................................36

阳泉职业技术学院专科学校

绪论

概述

时间，对人们来说是非常宝贵的，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。

因此自从时钟发明的那刻起，就成为人类的好朋友。

随着时间的流逝，科学技术的不断发展和提高，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。

怎样让时钟更好、更方便、更精确的显示时间，这就要求人们不断设计研发出新型的时钟。

高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。

数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LCD显示器代替指针进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。

时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。

在单片机的应用系统中，时钟有两个方面的含义：

一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；

二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：

一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时器/计数器来实现；

二是用专门的时钟芯片实现。

研究目的

通过利用STC89C52单片机和DS1302芯片以及外围的按键和LCD显示器等部件，设计一个基于单片机的电子时钟。

设计的电子时钟通过液晶显示器显示，并能通过按键对时间进行设置。

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第1章设计要求与方案论证

1.1设计要求

①具有年、月、日、星期、时、分、秒显示功能

②具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能

③具有12/24小时切换显示功能

1.2系统基本方案选择和论证

1.2.1单片机芯片的选择方案和论证

方案一:

采用STC89C52芯片作为硬件核心。

STC89C52内部具有8KBROM存储空间,512字节数据存储空间，带有2K字节的EEPROM存储空间，与MCS-51系列单片机完全兼容,STC89C52可以通过串口下载。

方案二:

采用AT89S52。

AT89S52片内具有8K字节程序存储空间，256字节的数据存

储空间没有EEPROM存储空间，也与MCS-51系列单片机完全兼容，具有在线编程可擦除技术。

两种单片机都完全能够满足设计需要，STC89C52相对ATS89C52价格便宜，且抗干扰能力强。

考虑到成本因素，因此选用STC89C52。

1.2.2显示模块选择方案和论证

方案一：

采用点阵式数码管显示。

点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，可用来显示数。

但体积较大，且价格也相对较高，从便携实用的角度出发，不采用此种方案。

方案二：

采用LED数码管动态扫描。

LED数码管价格便宜,对于显示数字最合适,但功耗较大，且显示容量不够，所以也不用此种方案。

方案三：

采用LCD液晶显示屏。

液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字，显示多样,清晰可见,且价格适中，所以采用了LCD数码管作为显示。

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1.2.3时钟芯片的选择方案和论证

直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。

采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。

所以不采用此方案。

采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自

动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,工作电压2.5V～5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA.

1.3电路设计最终方案决定

综上各方案所述,对此次作品的方案选定:

采用STC89C52单片机作为主控制系统;

采用DS1302作为时钟芯片;

采用1602LCD液晶作为显示器件。

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第2章主要元件介绍

2.1STC89C52介绍

2.1.1STC89C52主要功能及PDIP封装

STC89C52是由深圳宏晶科技公司生产的与工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机。

STC89C52主要功能如表2.1所示，其PDIP封装如图2.1所示

主要功能特性P0.4（AD4）635P0.5（AD5）734P23DRGND2319P22X12218P21X22120P20GNDXTC330uF5280C230uF

兼容MCS51指令系统P0.6（AD6）8331P10/T2

8K可反复擦写FlashROMVCC40Vcc39

个双向I/O口32P0.7（AD7）9RST32STCP11/T3P124

256x8bit内部RAMP0038P01C5C437

3个16位可编程定时/计数器中断EA/VppRXD/P3.0311089C52ALE/PROGTXD/P3.11130P135P146P15

时钟频率0-24MHzP0236P0310FuF0.1u35P04

2个串行中断+5V7P16VCCC18P17

可编程UART串行通道34P0533P06

2个外部中断源9RESET10XDR10uF11

共6个中断源32P0731EA/VPGND30

2个读写中断口线TXD21RR12INT0K2001013INT1

3级加密位ALE/P29PSEN28P27

低功耗空闲和掉电模式14T0复位按键15T116WR17

软件设置睡眠和唤醒功能27P2626P2525P2424

表2.1STC89C52主要功能

2.1.2STC89C52引脚介绍

①主电源引脚（2根）

VCC（Pin40）：

电源输入，接＋5V电源

GND（Pin20）：

接地线

②外接晶振引脚（2根）

XTAL1（Pin19）：

片内振荡电路的输入端

XTAL2（Pin20）：

片内振荡电路的输出端

③控制引脚（4根）

RST/VPP（Pin9）：

复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。

ALE/PROG（Pin30）：

地址锁存允许信号

PSEN（Pin29）：

外部存储器读选通信号

EA/VPP（Pin31）：

程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。

④可编程输入/输出引脚（32根）

STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。

P0口（Pin39～Pin32）：

8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7

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P1口（Pin1～Pin8）：

8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7

P2口（Pin21～Pin28）：

8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7

P3口（Pin10～Pin17）：

8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7

P1.0140VccP0.0（AD0）239P1.1P0.1（AD1）P1.2338P0.2（AD2）P1.3437P0.3（AD3）536P1.4MOSI/P1.5MISO/P1.6SCK/P1.7

PSEN1229INTO/P3.2

P2.7（AD15）13INTI/P3.328P2.6（AD14）T0/P3.41427P2.5（AD13）26T1/P3.515

P2.4（AD12）2516WR/P3.6

P2.3（AD11）17RD/P3.724P2.2（AD10）18XTAL223P2.1（AD9）19XTAL122P2.0（AD8）GND2120

图2.1STC89C52PDIP封装图

2.1.3STC89C52最小系统

最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。

STC89C52最小应用系统电路如图2.2所示。

它包含五个电路部分：

电源电路、时钟电路、复位电路、片内外程序存储器选择电路、输入/输出接口电路。

其中电源电路、时钟电路、复位电路是保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可。

①电源电路芯片引脚VCC一般接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源电压范围在4~5.5之间，可保证单片机系统能正常工作。

为提高电路的抗干扰性能，通常在引角Vcc与GND之间接上一个10uF的电解电容和一个0.1uF陶片电容，这样可抑制杂波串扰，从而有效确保电路稳定性。

②时钟电路单片机引脚18和引脚19外接晶振及电容，STC89C52芯片的工作频率可在2~33MHz范围之间选，单片机工作频率取决于晶振XT的频率，通常选用11.0592MHz晶振。

两个小电容通常取值3pF，以保证振荡器电路的稳定性及快速性。

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③复位电路一般若在引脚RST上保持24个工作主频周期的高电平，单片机就可以完成复位，但为了保证系统可靠地复位，复位电路应使引脚RST保持10ms以上的高电平。

如图复位电路带有上电自动复位功能，当电路上电时，由于C1电容两端电压值不能突变，电源+5V会通过电容向RST提供充电电流，因此在RST引脚上产生一高电平，使单片机进入复位状态。

随着电容C1充电，它两端电压上升使得RST电位下降，最终使单片机退出复位状态。

正常运行时，可按复位按钮对单片机复位

+5V

GND最小系统STC89C522.2图2.2DS1302时钟芯片介绍

2.2.1DS1302概述

DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。

采用双电源供电（主电源和备用电源），同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。

采用三线接口与CPU进行同步通信

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Vcc115Vcc2DS130262X1SCLK7I/OX238CE4GND

DS1302封装图图2.3

引脚介绍2.2.2DS1302各引脚功能为：

DS1302向时，由Vcc2主电源；

Vcc2:

备用电源。

当Vcc2>

Vcc1+0.2VVcc：

供电。

Vcc1向DS1302供电；

当Vcc2<

Vcc1时，由：

串行时钟输入端，控制数据的输入与输出SCLK三线接口时的双向数据线I/O：

输入信号，在读、写数据期间必须为高CE：

使用方法DS13022.2.3

的工作原理：

时钟芯片DS1302

（1）

”，“0在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把SCLK端置DS1302为所示。

表2/写时序如图5脉冲；

读接着把RST端置“1”，最后才给予SCLK进行读则不能把对DS