单片机课程设计-多功能数字电子钟.doc

电气与电子信息工程学院 　单片机原理与应用课程设计报告 设计题目：多功能数字电子钟 专业班级：电子信息科学与技术 一、摘要 该课程设计为数字电子钟的设计。以AT89S52为核心，配合液晶显示器和按键为用户提供长期、连续、可靠、稳定的工作环境。该数字电子钟有时分秒显示和日期显示以及时间和日期调整的功能。系统软件设计包括单片机计算机两部分的编程。计算机软件编程主要实现参数设置、串行口数据接收、指令发送以及数据的显示和存储。单片机软件编程主要实现键盘、显示等各模块的功能，采用语言编程。 二、课程设计目的 通过《单片机原理与应用》课程设计，使学生掌握单片机及其扩展系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。进一步加深单片机及其扩展系统设计和应用的理解。 三、课程设计题目 多功能数字电子钟设计 1、设计内容： 1）有上电指示灯； 2）能正确手动复位； 3）有4位数码管显示，能按照分秒进制显示时间； 4）自定义的扩展功能。 2、设计要求： 1）独立设计原理图及相应的硬件电路。 2）针对选择的设计题目，设计系统软件。软件要做到：操作方便，实用性强，稳定可靠。 3）设计说明书格式规范，层次合理，重点突出。并附上设计原理图及相应的源程序。 五、电路工作原理 设计思路 单片机的接口信号是数字信号。要想用单片机获取时间这类非电信号的信息，必须使用时间芯片，将时间信息转换为电流或电压输出。如果转换后的电流或电压输出是模拟信号，还必须进行A/D转换，以满足单片机接口的需要。如果是数字信号就可以直接送往单片机进行数据处理。 在传统的基于单片机的数字时钟设计的基础上经过一些改进，引入12887时间芯片，将电路的控制部分和计时部分分开，电路的控制部分为单片机，计时部分为12887时间芯片。12887芯片是独立计时，并且具有掉电保护功能，内部自带锂电池，能够在断电的情况下继续计时，主电路恢复供电之后能够不必调整时间，为时钟的日常操作省去了很大的麻烦，而且这种设计更节能，在需要观察时间的时候比如白天就可以给主电路通电。而在夜晚不需要观察时钟的时候就可以给主电路断电，这样可以节约大量能量。 时间芯片12887采用了内部集成晶振的电路，并且具有内部温漂补偿电路设计。能够准确计时，提供精确的时间，这样就简化了电路的器件选择，另外也使程序的设计更加简洁。在硬件设计方面，由于只增加了一个12887时间芯片，因此并不是特别复杂，而且这种独立计时的设计使得产品排故更加方便。 采用LCD液晶显示器显示。而LCD液晶显示则耗能少，能够显示年、月、日、星期等汉字，在显示方面更加灵活，而且改变显示时只要改变软件设计就可以，不用改变硬件电路的设计，易于电路的功能扩展。电路的软件设计也很简单。另外，这种设计硬件更加简洁。采用LCD液晶显示方案的缺点是在显示位数比较少时，价格略显昂贵。 综上所述，本设计采用独立计时，主控芯片使用51系列STC89C52单片机，时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM和内置电池的实时时钟DS12887。采用DS12887作为主要计时芯片，可以做到计时准确。更重要的是，DS12887可以在外部电源断电的情况下继续计时，在没有外部供电的情况下，DS12887可以连续计时10年以上。系统由主控制器STC89C52、时钟芯片DS12887、LCD液晶显示电路、键盘扫描电路和通信系统模块电路组成。系统硬件设计框图如图2-1所示。 图2-1 系统硬件设计框图 单片机STC89C52 STC89C52 是低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用高密度、非易失性存储技术生产，与标准 MCS-51 指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大STC89C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。STC89C52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0、P1、P2、P3,每一条I/O线都能独立地作输出或输入。STC89C52 PDIP管脚封装，如图2-2所示。 图2-2 （1）一个8位微处理器CPU （2）片内数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR （3）片内程序存储器ROM （4）两个定时/计数器T0、T1，可用作定时器，也可用以对外部脉冲进行计 数 （5）四个8位可编程的并行I/O端口，每个端口既可作输入，也可作输出 （6）一个串行端口，用于数据的串行通信 （7）中断控制系统 （8）内部时钟电路 功能特性概述：STC89C52 提供以下标准功能：8k字节 Flash 闪速存储器，256字节内部 RAM，32 个 I/O 口线，3 个 16 位定时/计数器，