基于at89c2051單片機(jī)的電子鐘設(shè)計(jì)(更新版)

　　

【正文】 DS1302 使用的 32768Hz 晶振為例：當(dāng)它工作于所要求的負(fù)載電容時，能較準(zhǔn)確地產(chǎn)生 32768Hz 的頻率；當(dāng)它的負(fù)載電容小于 6pF 時，其振蕩頻率會正向偏移；當(dāng)它的負(fù)載電容大于 6pF 時，其振蕩頻率就會負(fù)向偏移。該晶振通過引腳 X X2 直接連接至 DS1302，即 DS1302 是依靠外部晶振與其內(nèi)部的電容配合來產(chǎn)生時鐘脈沖的。 } 本章小結(jié) 本章介紹了本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)，所有的功能在流程圖里清晰的表現(xiàn)了出來，包括主程序流程圖、時鐘及鬧鐘修改流程圖、中斷流程圖等，并附有相關(guān)程序的主要部分。 //8ms 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 TL0 = 0xed。 LCD_set_xy(5,0)。 //對小時重新設(shè)置 LCD_write_char(0,timereg[4]/10+0x30)。!fspkamp。 EA=1。相關(guān)的調(diào)整是靠對功能鍵的判斷來實(shí)現(xiàn)的。這樣，計(jì)數(shù)溢出 20 次即可得到時鐘的最小計(jì)時單位：秒。 在整個系統(tǒng)中，在單片機(jī)的 30H、 31H 和 32H 中存儲當(dāng)前時間的小時、分鐘和秒。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 圖 39 復(fù)位電路 如圖 39 所示，上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。 口：表示數(shù)字“ ”鍵，按一下則對應(yīng)的數(shù)字減 1。 相關(guān)控制電路 (1) 按鍵電路 按鍵電路如圖 38 所示， 按鍵的開關(guān)狀態(tài)通過一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。 由單片語音錄放芯片來做比較方便簡單。 圖 35 LCD 與單片機(jī)接口 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 語音錄放電路 系統(tǒng)要求能夠有鬧鐘、語音播報(bào)、按鍵報(bào)時等功能。 MCU 要寫入指令時，使 RS 為低電平；MCU要寫入數(shù)據(jù)時，使 RS 為高電平； R/W：讀寫控制端。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 圖 34 DS1302 與單片機(jī)接口圖 LCD 顯示電路 液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。另外，它還能提供 31 字節(jié)的用于高速數(shù)據(jù)暫存的 RAM。因此，時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)采用內(nèi)部時鐘時，連接方法如圖 21 所示，在晶振引腳 XTAL1(19 腳 )和 XTAL2(18 腳 )引腳之間接入一個晶振，兩個引腳對地分別再接入一個電容即可產(chǎn)生所需的時鐘信號，電容的容量一般在幾十皮法，如 30PF。核心芯片單片機(jī)的基本資料介紹，著重介紹了單片機(jī)的對比與選擇。這種結(jié)構(gòu)對于單片機(jī)面向控制的實(shí)際應(yīng)用極為方便 ,有利 .在 8051/8751 彈片擊中 ,不僅在片內(nèi)集成了一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及眾多的特殊功能寄存器 ,而且還具有極強(qiáng)的外存儲器的擴(kuò)展能力 ,尋址能力分別可達(dá) 64KB,尋址 和操作簡單方便。 總之，無論是比其他品牌同類產(chǎn)品相比，還是與同品牌產(chǎn)品相比都顯示出了AT89S51 優(yōu)良的性能，更高的性價比。 AT89S51 具有 雙數(shù)據(jù)指示器。比如一片 AT89S51 和 AT89S52 單片機(jī)的批量價格大概是 5 元左右， STC89C52 單片機(jī)的批量價格大概是 6 元多，這樣的芯片價格是很低的。 整體框架如圖 21 所示。電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵罚瑥V泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。它可以執(zhí)行不同的時間表（考試時間和日常作息時間）的打鈴，可以任意設(shè)置時間。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。論文重點(diǎn)闡述了數(shù)字鐘硬件中MCU 模塊、語音模塊、時鐘模塊和相關(guān)控制模塊等的模塊化設(shè)計(jì)與制作；軟件同樣采用模塊化的設(shè)計(jì)，包括中斷模塊、鬧鐘模塊、語音模塊、時間調(diào)整模塊設(shè)計(jì)，并采用簡單流通性強(qiáng)的 C 語言編寫實(shí)現(xiàn)。 （ 3） 提高計(jì)時精度，使計(jì)時誤差最小。南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 基于 AT89C2051 單片機(jī)的電子鐘設(shè)計(jì) 姓 名 所在系部 自 動 控 制 系 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 2020 年 3 月 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于 AT89C2051 單片機(jī)的電子鐘設(shè)計(jì) 指 導(dǎo)教師： 職稱： 類別：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 設(shè)計(jì)（論文）類型：應(yīng)用型 專業(yè)： 班級 是否隸屬科研項(xiàng)目：否 設(shè)計(jì)（論文）的主要任務(wù)及目標(biāo) 畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文是本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中重要的、最后的一個綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)，其主要及目標(biāo)是 培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能來分析、解決實(shí)際問題以及動手操作的能力， 使得學(xué)生初步掌握自動控制、計(jì)算機(jī)控制工程設(shè)計(jì)的基本程序和方法，并學(xué)會查閱專業(yè)資料；能正確閱讀計(jì)算機(jī)控制工程設(shè)計(jì)圖紙，用設(shè)計(jì)圖紙和文件表達(dá)較簡單的設(shè)計(jì)內(nèi)容和意圖；了解 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的基本方法； 也使學(xué)生在思想作風(fēng)、學(xué)習(xí)毅力和工作作風(fēng)上受到一次良好的鍛煉。 （ 2）可通過按鍵設(shè)置鬧鐘功能，且停鬧無須手工操作。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 IV 基于 AT89S51 單片機(jī)的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì) 摘要 ： 本文介紹了一款基于 AT89S51 單片機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，通過多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)思路，詳細(xì)敘述了系統(tǒng)硬件、軟件的具體實(shí)現(xiàn)過程。 單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式 :一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。 MCS51系列及 80C51 單片機(jī)有多種品種。根據(jù)這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一個單片機(jī)多功能定時系統(tǒng)，它可以避免多種控制器的混淆，利用一個控制器 對多路電器進(jìn)行控制，同時又可以進(jìn)行時鐘校準(zhǔn)和定點(diǎn)打鈴。但是，一旦重要事情，一時的耽誤可能釀成大禍。系統(tǒng) 設(shè)有 4個按鍵可以對時間星期年月日進(jìn)行調(diào)整，還可以設(shè)置鬧鐘。 (1) 51 單片機(jī) 的優(yōu) 點(diǎn) 如果是作低成本的智能產(chǎn)品， 51 構(gòu)架單片機(jī)的成本優(yōu)勢，還是無人能敵的。 AT89S51 內(nèi)部集成看門狗計(jì)時器，不再需要像 89C51 那樣外接看門狗計(jì)時器單元電路。 AT89S51 與 AT89C51 就如同 INTEL 的 P3 向 P4 升級一樣，雖然都可以跑Windows98，不過速度是不同的 。 (2) 存儲器 AT89S51 單片機(jī)存儲器采用的是哈佛結(jié)構(gòu) ,即程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間截然分開 ,程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器各有自己的尋址方式 ,尋址空間和控制系統(tǒng)。 本章小結(jié) 本章主要介紹了系統(tǒng)的整體構(gòu)思方案，具體有幾個模塊組成，以及每個模塊的連接方法。 (2) 時鐘電路 時鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時序脈沖，單片機(jī)所有運(yùn)算與控制過程都是在統(tǒng)一的時序南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 脈沖的驅(qū)動下進(jìn)行的，時鐘電路就好比人的心臟一樣重要。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 數(shù)字鐘的外圍電路設(shè)計(jì) 時鐘電路 （ 1） 單片機(jī)時鐘 時鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工 作。該芯片可以進(jìn)行時分秒 的計(jì)數(shù)，具有 100 年日歷，可編程接口，還具有報(bào)警功能和掉電保存功能，并且可以對其方便的進(jìn)行程序控制 DS1302 它通過串行方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，向單片機(jī)提供包括秒、分、時、日、月、年等在內(nèi)的實(shí)時時間信息，并可對月末日期、閏年天數(shù)自動進(jìn)行調(diào)整；還擁有用于主電源和備份電源的雙電源引腳，在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302 與單片機(jī)電路相連如圖 34 所示。接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，但對比度過高時會產(chǎn)生 “鬼影 ”，因此通常使用一個 10K 的電位器來調(diào)整對比度，或者直接串接一個電阻到地； RS： MCU 寫入數(shù)據(jù)或者指令選擇端。 它與單片機(jī)的連接如圖 35 所示。 圖 36 ISD 封裝圖 系統(tǒng)要求能夠有鬧鐘、語音播報(bào)、按鍵報(bào)時等功能。 V CCDP / RX CL KE O MPDCEO V FA n a O u tA n a InA G CM ic Re fM icV CCASP 1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314A 0/ M 0 A 1/ M 1A 2/ M 2A 3/ M 3A 4/ M 4A 5/ M 5A 6/ M 6A7A8A9V S S D V S S A S P +2827262524232221201918171615IS DA u x In2 5 0 0南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 圖 37 系統(tǒng)電源電路 在系統(tǒng)中要用到 2 個電源：單片機(jī)電源與 DS1302 時鐘芯片電源所以有 2 路電源VCC 和 VCC1。 口：表示數(shù)字“ +”鍵，按一下則對應(yīng)的數(shù)字加 1。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位， RST 引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 第 4 章 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的軟件程序包括主程序、中斷子程序、鬧鐘設(shè)定子程序、時鐘顯示子程序以及延時子程序等。我們可把定時器的定時時 間定為 50ms。 主程序 主程序主要由 main()組成通過對相關(guān)子程序的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了對時間的設(shè)置與修改、鬧鐘的設(shè)置與修改、 LCD 顯示等主要功能。 ET0=1。amp。 //將現(xiàn)在時間保存 LCD_set_xy(5,0)。 else timereg[4]=23。 } /************************************************************/ *Function: 定時器 0 中斷服務(wù)子程序 *parameter: *Return: *Modify: /*************************************************************/ void InterruptTime0(void) interrupt 1 { TH0 = 0x06。i++) bcd_int(timercur[i])。 圖 51 DS1302 與單片機(jī)系統(tǒng)的連接圖 DS1302 時鐘的產(chǎn)生基于外接的晶體振蕩器，振蕩器的頻率為 32768Hz。 圖 52 輔助電容連接圖 對于晶體振蕩器來說，其振蕩頻率與負(fù)載電容之間的關(guān)系是確定的。 oscft 120 ? （ 51） 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 設(shè)定時器要求的中斷頻率為 k，計(jì)數(shù)器位數(shù)為 n，則定時計(jì)數(shù)器的初值 X 設(shè)置如下： Kn Xt 10 )2( ??? （ 52） 于是 )(102 tknX ??? 而實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)顯示，這個公式所得的結(jié) 果并不可靠：（下表中的所有數(shù)據(jù)都是在計(jì)數(shù)器初始值嚴(yán)格按照原始公式給出的條件下測得，以個人計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)時鐘為標(biāo)準(zhǔn)）。另外，由于系統(tǒng)每次調(diào)用中斷處理程序所執(zhí)行的操作都 是相同的，也就是說，系統(tǒng)每次定時的時間誤差應(yīng)該是一個常數(shù)（這也恰好跟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合）。要求在命令字之后的第一個下降沿就要讀數(shù)據(jù)，否則讀出的數(shù)據(jù)就是錯誤的，也不能說完全錯誤，那就必須作必要的調(diào)整。相關(guān)操作說明：鍵盤共 4 個鍵，從左到右依次標(biāo)名為 SET,DOWN,UP,ENTER, 用來修改和設(shè)置系統(tǒng)時鐘。 MCU 的組成和特點(diǎn)、專門的時鐘芯片和單片機(jī)時鐘、顯示模塊的構(gòu)建與運(yùn)用、語音芯片的選擇。 在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過程中 ,更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法 。 通過這段時間對專業(yè)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)與鞏固，通過查 閱一些有關(guān)專業(yè)資料的學(xué)習(xí)，使自己對專業(yè)知識有了進(jìn)一步的理