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设计说明书内容

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基于单片机的LCD1602电子时钟设计

、设计任务和目的

1.1、设计任务

（1）：用单片机设计基于LCD1602的电子时钟，显示时间和日期；

（2）：误差精度控制在1s/天；

（3）：具有时间和日期的校准功能；

（4）：能区分某年是闰年或平年，并对应显示2月份的天数；

（5）：根据月份的不同显示不同的最大日数；

（6）：搭建仿真电路图，模拟单片机要实现的功能；

（7）：焊接单片机开发板；

（8）：编写程序，下载并调试，实现要求的功能。

1.2、设计目的

（1）：熟练掌握KEIL软件的使用方法；

（2）：熟练掌握PROTEUS软件的使用方法；

（3）：掌握单片机I/O接口的工作原理；

（4）：掌握LCD显示器的工作原理及编程方法；

（5）：掌握独立式键盘的工作原理及编程使用方法；

（6）：掌握单片机的下载使用方法。

二、设计思路和方案论证

2.1、设计思路

电路总体上分为控制和显示部分。以单片机最小系统作为核心控制电路，控制LCD显示，具体显示内容及方式由软件来完成；由于有时钟和日期的调节功能需要校准电路和基本的复位电路，复位电路采用按键复位，调节键、加 1键、

减1键三个按键完成，共需四个按键；计时功能由固定频率的晶振完成（采用11.0592MHz）；显示部分主要采用LCD1602作为显示。

2.2、方案论证

（1）：时钟芯片的选择和论证

方案一：采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、月、年以及闰年补偿的年进行计数，精度也较高，工作电压2.5V~5.5V范围内，功耗也较低，但价格比较贵。

方案二：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现秒、分、时、日、月、年计数。采用此方案实现虽然有一定的时间误差，但可减少芯片的使用，节约成本，易于实现，符合现实选用，所以采用此种作为时钟信号发生器。

（2）：显示模块选择方案和论证：

方案一：采用点阵式图形LCD12864液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示文字，图形，显示多样，清晰可见，但是价格昂贵，需要的接口线多，所以在此设计中不采用点阵式图形LCD12864液晶显示屏。

方案二：采用点阵式字符型LCD1602液晶显示屏，LCD1602是专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块，分4位和8位数据传输方式。提供“5×7点阵+光标”和“5×10点阵+光标”的显示模式。价格现对便宜，所以用此种作为显示。

、系统的硬件设计与实现

电路设计框图

图1

图1：整体设计方框图

单片机最小系统的设计

以AT89C51为核心组成的单片机的最小系统，主要包括时钟振荡电路，复位电路等。正5V电源直接接到89C51的40脚（VCC），20脚（GND）接地。时钟振荡电路的18脚（XTAL1）和19脚（XTAL2）外接11.0592MHZ的晶振和二个30PF的电容，振荡频率就是晶振的固有频率，经过一定的电路连接实现计时的功能。复位电路采用上电自动复位和手动复位相结合的方式接到 89C51的9

端（RST）。单片机最小系统原理图如图2所示：图2：单片机最小系统原理图

端（RST）。单片机最小系统原理图如图2所示：

图2：单片机最小系统原理图

显示电路设计

采用LCD1602液晶显示，LCD1602的D0~D7与单片机的P0口相连，P0口作为I/O口输出时必须外接10KΩ的上拉电阻。分别用P1.0、P1.1、P1.2作为LCD1602的RS、RW、E控制线。显示电路如图3所示：

图3：液晶显示电路

图3：液晶显示电路

时间调整电路

该电路设计有三个轻触式按键，分别命名为：模式设定键S1、加调整键S2、减调整键S3。由P2.0口外接S1，P2.1外接S2，P2.2外接S3，P2.3作为公共端。按一下S1，调整光标开始出现在秒位，再按一下S1光标移动到分，按一下光标移动一个校准位直到年位。S2实现调整加1功能，S3实现调整减1功能。时间调整电路如图4所示：

图4：键盘电路

3.5复位电路及晶振电路该电路采用按键复位，

有一个22uF的电容、一个按键S4、一个10K的电阻

和一个220Ω的电阻构成。在产品工作期间出现错误或死机现象可采用手动复位，

即按下S4，此时无论电路处于何种状态，电路都会恢复到初始状态的显示。

晶振电路可以给单片机提供所需要的时钟频率，主要