基于51单片机的电子时钟设计..doc

-- I -- - - I -- 设计题目： 基于 51 单片机的电子时钟设计 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。 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 【关键词】 STC89C51 单片机 液晶屏 时钟芯片 蜂鸣器 目 录 -- II -- - - II -- 前 言 1 一、方案选型： 2 二、系统硬件设计 3 2.1 51 单片机最小系统设计 3 2.2 电源供电电路设计 3 2.3 串口通信电路设计 4 2.4 时钟芯片电路设计 4 2.5 LCD显示电路设计 6 2.6 报警电路设计 6 2.7 键控电路设计 6 三、系统软件设计 7 3.1 系统程序流程图设计 7 3.2 系统程序设计 （见附录） 9 四、总结 9 4.1 作品功能、特色 9 4.2 综合设计的体会 9 参考文献 11 附录 12 -- - - 前 言 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。 一、方案选型： 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： 方案一：DS1302+数码管 DS1302 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。 方案二：DS12C887+1602LCD 液晶屏 DS12C887 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。 方案三：SD2068+1602LCD 液晶屏 SD2068 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。 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