基于單片機(jī)的可調(diào)時(shí)鐘.doc

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1、目錄目錄1引言1第1章時(shí)間計(jì)時(shí)原理21.1時(shí)鐘計(jì)時(shí)的方案選擇21.2時(shí)鐘顯示的方案選擇3第2章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)42.1系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計(jì)42.2主控制模塊的方案選擇與設(shè)計(jì)42.2.1單片機(jī)STC89C52簡(jiǎn)介42.2.2主控制模塊電路62.3時(shí)鐘模塊的方案選擇與設(shè)計(jì)72.3.1DS12887時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介72.3.2時(shí)鐘模塊電路82.4按鍵電路的設(shè)計(jì)82.5顯示模塊的方案設(shè)計(jì)9第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)103.1系統(tǒng)主程序及流程圖103.2DS12887時(shí)鐘芯片的讀操作流程圖103.3液晶模塊的寫(xiě)操作流程圖11第4章實(shí)驗(yàn)與調(diào)試114.

2、1硬件測(cè)試11結(jié)論14附錄A：電路原理圖15引言1．課題的背景與意義單片機(jī)應(yīng)用的重要意義在于它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱(chēng)為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。單片機(jī)模塊中最常見(jiàn)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(wú)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

3、計(jì)時(shí)裝置.因此本電子設(shè)計(jì)所做的數(shù)字時(shí)鐘采用了以單片機(jī)為核心，結(jié)合相關(guān)的外圍元器件例如液晶顯示、按鍵電路、復(fù)位電路，再配以相應(yīng)的軟件，達(dá)到制作簡(jiǎn)易數(shù)字鐘的目的，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示的功能，能進(jìn)行年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示。其硬件部分難點(diǎn)在于元器件的選擇、布局及焊接。2．課題任務(wù)與設(shè)計(jì)思路按照課題的要求，初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由主控模塊、時(shí)鐘模塊、顯示模塊、鍵掃描電路模塊共4個(gè)模塊組成。設(shè)計(jì)采STC89系列單片機(jī)，以C語(yǔ)言為程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出用液晶顯示年、月、日、周、時(shí)、分、秒的時(shí)鐘。第1章時(shí)間計(jì)時(shí)原理單片機(jī)的接口信號(hào)是數(shù)字信號(hào)

4、。要想用單片機(jī)獲取時(shí)間這類(lèi)非電信號(hào)的信息，必須使用時(shí)間芯片，將時(shí)間信息轉(zhuǎn)換為電流或電壓輸出。如果轉(zhuǎn)換后的電流或電壓輸出是模擬信號(hào)，還必須進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以滿足單片機(jī)接口的需要。如果是數(shù)字信號(hào)就可以直接送往單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。1.1時(shí)鐘計(jì)時(shí)的方案選擇方案一：比較傳統(tǒng)的基于單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì)可以采用單片機(jī)內(nèi)部的晶振來(lái)產(chǎn)生脈沖，然后通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)時(shí)器經(jīng)過(guò)分頻產(chǎn)生秒脈沖，然后通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的顯示，這種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是外圍器件少，電路簡(jiǎn)單清晰，電路焊接容易，出問(wèn)題的故障幾率小。但是這種方案需由軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)秒脈沖的產(chǎn)生，編

5、程相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，而且也不利于排故。另外由單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生的秒脈沖由于受到溫漂的影響和程序執(zhí)行時(shí)的延時(shí)的影響，而使的計(jì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不定的誤差，即使設(shè)計(jì)時(shí)間誤差補(bǔ)償程序也很難實(shí)現(xiàn)提供準(zhǔn)確時(shí)間的功能。另外，這種電路設(shè)計(jì)方案的另外一個(gè)設(shè)計(jì)要求就是晶振的選擇要求晶振的振蕩頻率必須通過(guò)分頻得到秒脈沖。這種設(shè)計(jì)還有一個(gè)非常大的缺點(diǎn)就是如果單片機(jī)斷電，時(shí)間計(jì)時(shí)就停止，再次上電時(shí)又從初始設(shè)定重新計(jì)時(shí)，這樣就需要在每次上電都調(diào)整時(shí)間，比較麻煩。方案二：在傳統(tǒng)的基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)一些改進(jìn)，引入12887時(shí)間芯片，將電路的控制

6、部分和計(jì)時(shí)部分分開(kāi)，電路的控制部分為單片機(jī)，計(jì)時(shí)部分為12887時(shí)間芯片。12887芯片是獨(dú)立計(jì)時(shí)，并且具有掉電保護(hù)功能，內(nèi)部自帶鋰電池，能夠在斷電的情況下繼續(xù)計(jì)時(shí)，主電路恢復(fù)供電之后能夠不必調(diào)整時(shí)間，為時(shí)鐘的日常操作省去了很大的麻煩，而且這種設(shè)計(jì)更節(jié)能，在需要觀察時(shí)間的時(shí)候比如白天就可以給主電路通電。而在夜晚不需要觀察時(shí)鐘的時(shí)候就可以給主電路斷電，這樣可以節(jié)約大量能量。時(shí)間芯片12887采用了內(nèi)部集成晶振的電路，并且具有內(nèi)部溫漂補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)。能夠準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，提供精確的時(shí)間，這樣就簡(jiǎn)化了電路的器件選擇，另外也使程序的設(shè)計(jì)更加

7、簡(jiǎn)潔。在硬件設(shè)計(jì)方面，由于只增加了一個(gè)12887時(shí)間芯片，因此并不是特別復(fù)雜，而且這種獨(dú)立計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)使得產(chǎn)品排故更加方便。比較上述兩種方案可以看出，第二種方案計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確而且電路硬件設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)并不復(fù)雜，軟件設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔，因此采用第二種方案。1.2時(shí)鐘顯示的方案選擇方案一：時(shí)鐘的顯示可以用多位七段LED數(shù)碼管顯示，七段LED數(shù)碼管顯示耗能多，而且顯示位數(shù)有限，每增加一位都要在程序設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)方面增加很多的工作量，不利于電路的擴(kuò)展，而且無(wú)法顯示年、月、日、星期這些漢字，使得顯示不夠直觀，靈活。但是這種設(shè)計(jì)方案在顯示位數(shù)比較

8、少時(shí)性?xún)r(jià)比比較高，價(jià)格便宜，方案二：采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示。點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合,而在本課題設(shè)計(jì)中的顯示數(shù)字較多字符較少，而且此種方案耗能多，不符合現(xiàn)代的節(jié)能理念，所以不用此種作為顯示。方案三：采用LCD液晶顯示器顯示。而LCD液晶顯示則耗能少，能夠顯示年、月、日