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[毕业设计] 基于 51 单片机的电子时钟设计

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发表于 2020-1-8 10:49 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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0 r. @/ A5 K6 ^基于 51 单片机的电子时钟设计
/ i8 X3 }; _1 ^- l" x5 c  I/ M( c/ i8 \* h; d9 |
. k$ {9 D3 E) U  m6 b
摘 要:单片机,是集 CPU ,RAM ,ROM ,定时器,计数器和多种接口于一体的微控制器。自20 世纪 70 年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视和关注。它体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易,广泛应用于智能生产和工业自动化上。. H& n6 r9 C/ ~) G- P# j
本系统为基于DS12C887 的 多功能电子钟 ,以STC89C51单片机 作为主控芯,采用实时时钟芯片DS12C887,使用 1602 液晶作为显示输出。该系统走时精确,具有闹钟设置,时间模式切换,秒表以及可同时显示时间、日期等多种功能。本文将详细介绍STC89C51单片机和DS12C887 时钟芯片的基本原理,从软件和硬件电路的实现两大方面进行分析。
4 \" u5 A' A) y- ^% S# M【关键词】:STC89C51 单片机 液晶屏 时钟芯片 蜂鸣器 ( A, M' K* f$ Z) i
5 L8 }& w; J2 F& e" |+ v

$ X/ P: ]6 s) F目 录: S6 Y2 K3 n( s, u* u% M) h
前 言 ................................................................. 1
# p: d! I+ G' K. Z一、方案选型: ......................................................... 2$ l% o1 j" |% H# c4 A: E
二、系统硬件设计 ....................................................... 3
) ?8 v* P6 [' M) A3 C2.1 51 单片机最小系统设计 ........................................... 3
0 m0 W9 I; y& ]6 Z$ M2.2 电源供电电路设计................................................ 3- r( A6 Y4 u8 a4 [
2.3 串口通信电路设计................................................ 4+ U# j% B  x. b8 r1 k$ D' @
2.4 时钟芯片电路设计................................................ 4
+ R) B9 C  I  ]) ?( t2.5 LCD显示电路设计................................................. 63 }9 k8 I; r, X
2.6 报警电路设计.................................................... 6
1 L% P) t( O9 N2 ^1 e- t2.7 键控电路设计.................................................... 68 t  M0 E4 C% ?" e' L$ a* H
三、系统软件设计 ....................................................... 7' O, ~* N; r- W* z- i
3.1 系统程序流程图设计.............................................. 7; x0 J# N$ N. w' ]
3.2 系统程序设计 (见附录)........................................ 9- L, w6 l9 B1 p# n% n4 a, V% I7 D
四、总结 ............................................................... 9
3 F" t8 ~1 w' n* E; M4.1 作品功能、特色.................................................. 9# }: x0 b- ]' s* h/ l
4.2 综合设计的体会.................................................. 9
/ d6 ]: G1 G3 B. S参考文献 .............................................................. 11
( p' d8 T1 |+ e2 D3 `附录 .................................................................. 12
* j: T$ P2 C$ r1 R7 j" x
: k' ], ~: w4 w. d- x3 w
0 ~( j' T3 e/ ?  }0 t0 _前 言; H: j# y5 W  a' y" s5 w! n; j* K/ a
随着科学技术的不断发展 , 人们对时间计量的要求越来越高 。在当今社会,电子时钟已经得到相当广泛的应用,产品多样,发展更是多元化。本作品是以STC89C51单片机 作为主控芯片,使用 12MHZ的晶振,使用专用时钟日历芯片DS12C887 产生时间信息,时间精确。软件部分以C语言为主体,用 1602LCD液晶屏显示输出信息,输出信息量多,更直观、人性化。该时钟可实现人机交互,可通过提供的键盘对其进行调整。系统具有以下功能:年、月、日、时、分、秒显示;12 小时/24 小时模式切换,在 12 小时模式中,用AM和PM区分上午和下午;秒表功能;整点闹铃和报时功能,且闹钟可设置多组。本次设计的电子时钟系统由单片机最小系统,1602LCD液晶屏,时钟芯片,调整按键,蜂鸣器,电源五大部分组成。. t/ Z9 _. I8 q0 b) |$ u
# D! u# h! Z  f( [* d9 J

; Q: Q) m3 o: ~4 U, \2 R一、方案选型:
3 X* m3 }* m5 Z( z/ a 我们在设计电子时钟时遇到了芯片选型的问题,以下是三个设计方案:
% ~2 |* G+ Z. `. `: @% a  S3 z9 b( L+ a  v, v
方案一:DS1302+数码管
, v# Z2 o+ O7 X2 K! c" }- B& g2 yDS1302 的使用非常方便,而且价格便宜而数码管显示的也很清楚,特别是显示时间很直观。但在制作过程中我们发现了这方案的一些问题。DS1302 是不自带电池,虽然可以通过外接纽扣电池来达到断电走时继续的目的,但在实际调试中会发现这是比较困难的。因为 DS1302 上电需要复位,而复位就会把正确的走时清零。如果不复位,DS1302 会出现各种各样的问题,如不走时、读出乱码等。要解决这个问题需要增加如 2402 等存储器,上电后先存储时间值,再复位。这么做无疑增加了电路设计和软件设计的复杂度。而使用数码管显示,虽然价格也便宜,显示效果好,但多位的数码管在动态扫描的时候会出现闪烁。如果少用几位,用切换的方法查看日期,时间等信息又显得麻烦。
. N' Q9 ~9 l* z- j( R9 `( ]
" i. d$ V9 w4 y- H+ w& L4 J方案二:DS12C887+1602LCD 液晶屏
; v. Y# D1 R. H. P* k( F( J( ADS12C887 时钟芯片功能丰富价格适中,能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒以及时间模式转换等的时间信息,芯片内部增加了世纪存储器,从而利用硬件电路解决了“千年”的问题。DS12C887 时钟芯片中还自带有锂电池,单片机掉电后时钟芯片内部的时间信息可以保持十年之久。1602LCD 液晶屏可以输出 2 行,每行显示 16 个字符。虽然 1602LCD 液晶屏较昂贵,但是该液晶屏显示清晰且不会闪烁,由于液晶屏是数字式的,因此和单片机系统的接口简单,操作方便。1602LCD 液晶屏的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC 上,因而耗电量比其它显示器要少得多,功耗较低。以上两种元件的程序编写简单,适用于多方面的应用。2 K! R3 ~$ ]8 b1 m; M4 o

: f. q7 w7 C7 q4 {$ N+ _方案三:SD2068+1602LCD 液晶屏
) {. I$ c" b0 FSD2068 实时时钟芯片功能更加丰富,它除了具备有 DS12C887 时钟芯片的功能,另外还内置时钟精度数字调整功能,可以在很宽的范围内校正时钟的偏差;内置上电复位电路及指示位;内置电源稳压,内部计时电压可低至 1.5V。该芯片为工业级产品,是在选用实时时钟 IC 时的理想选择。但是该芯片是一款新型的芯片,使用并不广泛,操作不方便,可能会出现芯片不稳定等的因素。
$ }- n- Q) h; v* c因此由以上三种方案进行比较,我们选择方案二来设计电子时钟。以 STC89C51为主控芯片,DS12C887 为时钟芯片,1602LCD 液晶屏作为显示器。程序控制 DS12C887时钟芯片实现小时,分,秒和年,月,日的计时,并在 1602LCD 液晶屏上显示出来。通过按键对 12 小时/24 小时显示模式切换。当时间走到程序所设定的时间时,蜂鸣器响起,起到闹铃功能。当要显示秒表计时时,可以通过按键切换来实现。, c8 W; y2 ]7 z! r% }

3 p2 D5 {# q2 Y# i( U- h) I. T- X; q- M. |3 C' I, a
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发表于 2020-1-8 19:18 | 只看该作者
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