基于單片機(jī)的同步電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)(已修改)

　

【正文】 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的同步電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 摘 要 單片計(jì)算機(jī)既單片微型計(jì)算機(jī)。由RAM,ROM,CUP構(gòu)成，定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口與一體的微型控制器。他體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。而51/52系列單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對(duì)它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)的能力。單片機(jī)模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式機(jī)械鐘。本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)AT89C52以AT89C52芯片為核心，DS1302為時(shí)鐘芯片，實(shí)現(xiàn)在LCD上顯示日期、時(shí)間，通過兩個(gè)鍵來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)同步和手動(dòng)同步，在實(shí)現(xiàn)各功能時(shí)LCD進(jìn)行相應(yīng)顯示，時(shí)間同步成功時(shí)蜂鳴器響。通過軟硬件結(jié)合達(dá)到最終目的。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，數(shù)字鐘，DS1302，LCD,C語(yǔ)言 SYNCHRONOUS ELECTRONIC CLOCK DESIGN BASED ON SCM ABSTRACT A monolithic puter is single chip microputer. By RAM, ROM, CUP, timing, counting and multiple interfaces and the integration of the micro controller. He has the advantages of small volume, low cost, strong function, widely used in smart industries, and industrial automation. And 51 Series SCM is the most typical and the most representative one. The graduation design through the study, application, to achieve the study, design ability. SCM module are the most mon digital clock, a digital clock is a kind of digital circuit technology implementation, minutes and seconds timing device, and the mechanical clock pared with higher accuracy and intuitive, and without a mechanical device, has more longer service life, so it has been widely used. A digital clock is adopting digital circuit implementation of hour points and second digital display timer device. A digital clock precision, stability than old mechanical clock. This design uses a 12 MHZ crystal to connect with the machine AT89C52, takes AT89C52 chips as core，DS1302 chip is used as the lock chip, we are able to show date, time and fix the time,on LCD. We can use 5 key to constitute date, adjust time, enact the bell and set the countdown timer. When the electric carrying out each function, the LCD shows the tight function .When the alarm clock and the countdown timer were reached, the voice begins. The software part is realized by C language. It was divided into to show, delay, adjust, make bell, in fixed time, and adjust date etc. part. We get the end purpose bining the software and the hardware. KEYWORDS:SCM,digital clock, DS1302，LCD,C language 目 錄前言 1第1章 緒論 2167。 摘要 2167。 設(shè)計(jì)要求 2167。 2第2章 GPS模塊 4167。 GPS介紹 4167。 GPS協(xié)議分析 4167。 如何傳輸數(shù)據(jù) 5第3章 系統(tǒng)硬件與時(shí)鐘同步 7167。 硬件芯片介紹 7167。 單片機(jī)AT89C52 7167。 DS1302簡(jiǎn)介 15167。 時(shí)鐘同步 17167。 自動(dòng)同步 18167。 手動(dòng)同步 18第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21167。 軟件設(shè)計(jì)的總體說明 21167。 21第5章 系統(tǒng)的仿真及調(diào)試 22167。 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試 22167。 系統(tǒng)的仿真 23167。 仿真軟件的簡(jiǎn)介 23167。 電子鐘系統(tǒng)PROTUES仿真結(jié)果 24結(jié)論 26參考文獻(xiàn) 27致謝 28附錄 29 第1章 設(shè)計(jì)要求與方案選擇167。 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一種有線連接的可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)同從機(jī)通過串行口協(xié)議來達(dá)到時(shí)間同步的同步電子時(shí)鐘，加深對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，提高分析、解決工程實(shí)際問題的能力，提高對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用能力，提高收集文獻(xiàn)、資料的能力，從而達(dá)到綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試的能力。167。 設(shè)計(jì)要求基本功能：（1） 同步電子時(shí)鐘的主機(jī)時(shí)間能與從機(jī)時(shí)間保持同步（2） 可以顯示年月日時(shí)分秒（3） 可以實(shí)現(xiàn)調(diào)時(shí)功能（4） 具有定時(shí)鬧鐘功能（5） 具有復(fù)位功能（6） 做出實(shí)物167。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)可分為單片機(jī)模塊，液晶顯示模塊，按鍵模塊，晶振模塊，外部時(shí)鐘控制模塊，復(fù)位模塊，鬧鈴模塊。單片機(jī)模塊： 采用型號(hào)為AT89C52的單片機(jī)。因?yàn)椋篈T89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。設(shè)計(jì)一種有線連接的可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)同從機(jī)通過串行口協(xié)議來達(dá)到時(shí)間同步的同步電子時(shí)鐘，加深對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，提高分析、解決工程實(shí)際問題的能力，提高對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用能力，提高收集文獻(xiàn)、資料的能力，從而達(dá)到綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試的能力。gps模塊就是gps信號(hào)接收器,它是一個(gè)可以用無線藍(lán)牙或有線方式和電腦或手機(jī)連接，將它接收到的gps信號(hào)傳遞給電腦或手機(jī)中的gps軟件進(jìn)行處理。GPS即全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）。簡(jiǎn)單地說，這是一個(gè)由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以保證在任意時(shí)刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星，以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度，以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、  第2章 GSP模塊 167。 GPS介紹本設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)芯片配合DS1302時(shí)鐘芯片為主構(gòu)成的主機(jī)和從機(jī)以有線連接而達(dá)到時(shí)間同步的電子時(shí)鐘。文中設(shè)計(jì)了一個(gè)顯時(shí)、調(diào)時(shí)、定時(shí)鬧鐘以及時(shí)間同步功能的電子鐘。電子鐘使用12MHz晶振與 DS1302時(shí)鐘芯片相連接, 通過晶振為時(shí)鐘芯片提供最為基本的脈沖信號(hào)的方法實(shí)現(xiàn)了在時(shí)鐘芯片中的計(jì)時(shí)作用, 再經(jīng)過單片機(jī)的編程作用，而達(dá)到在LCD液晶屏上顯示年月日時(shí)分秒，并可以調(diào)時(shí)、定時(shí)，在定時(shí)時(shí)間到時(shí)有蜂鳴器報(bào)警。設(shè)計(jì)通過主機(jī)和從機(jī)的配合作用，采用在主機(jī)和從機(jī)之間用有線連接，簽訂串行口協(xié)議，而實(shí)現(xiàn)主機(jī)和從機(jī)的時(shí)間同步功能。該電子鐘設(shè)有同步（），鬧鈴（）,選定(),加(),減()等五個(gè)基本按鍵。每按一下同步按鍵可以使主機(jī)與從機(jī)時(shí)間達(dá)到同步，按下鬧鈴鍵，在達(dá)到定時(shí)時(shí)間時(shí)有蜂鳴器報(bào)警，按下選定鍵可以選定年月日時(shí)分秒的每一位，再按加、減鍵，而達(dá)到調(diào)時(shí)效果。167。 系統(tǒng)硬件描述 基于單片機(jī)系統(tǒng)的同步電子時(shí)鐘基本結(jié)構(gòu)框架如圖21所示： 圖21 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖該系統(tǒng)所需要的器件包括單片機(jī)AT89C52芯片兩塊，時(shí)鐘芯片DS1302兩塊，液晶顯示屏LCD1602一塊，蜂鳴器一個(gè)，12MHz的晶振兩個(gè)，排針排線若干組，電容電阻若干導(dǎo)線若干，按鈕七個(gè)。167。 系統(tǒng)軟件描述系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)三部分功能：一、實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示和設(shè)置；二、實(shí)現(xiàn)主機(jī)和從機(jī)之間的時(shí)間同步。如圖22所示： 圖22 功能整體流程框圖167。 設(shè)計(jì)流程和預(yù)期結(jié)果 該設(shè)計(jì)的主要流程如下：首先閱讀大量參考文獻(xiàn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的確定，然后在 Protues 上進(jìn)行原理圖的繪制和修改，在電器檢查無誤的情況下，購(gòu)買所需要的元器件（元器件應(yīng)該考慮裕量）。接著把元器件焊接到各個(gè)功能電路的模塊上，并結(jié)合程序進(jìn)行調(diào)試。最后將各個(gè)功能的電路程序組合起來，然后再進(jìn)行總體調(diào)試直到成功。 本設(shè)計(jì)能達(dá)到以下結(jié)果：（1） 顯示年、月、日、時(shí)、分、秒，并能通過按鍵設(shè)置。（2） 可以定時(shí)鬧鐘，定時(shí)時(shí)間達(dá)到時(shí)，蜂鳴器報(bào)警。（3） 可以通過按鍵來實(shí)現(xiàn)主機(jī)和從機(jī)的時(shí)間同步。 第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)167。 硬件芯片介紹167。 單片機(jī)AT89C52 AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 兼容MCS51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫(1000次）Flash ROM 　　 32個(gè)雙向I/O口 256x8bit內(nèi)部RAM 　　 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率024MHz 　　 2個(gè)串行中斷 可編程UART串行通道 　　 2個(gè)外部中斷源 共6個(gè)中斷源 　　 2個(gè)讀寫中斷口線 3級(jí)加密位 　　 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 AT89C52 P為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0~P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（32~39 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。P0 口 P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1 口 P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，