电子钟设计报告

嵌入式系统设计导论电子钟设计报告学号：姓名：李刚摘要回看历史长河，从以前的沙漏到现在的电子钟，人们计时的工具伴随着社会的进步和科技的日新月异而更新着，我们不得不感叹人类的智慧！的确，电子钟是一种利用数字电路来实现时间的显示，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动等优点，因而得到广泛使用。随着人们生活环境的不断改善和美化，我们可以在很多场合看到电子钟。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。电子钟的唯一缺点是具有辐射，不过电子产品都是有辐射的，电子钟的辐射很小不会造成什么危害。别人设计的电子有可能不符合自己的风格，所以如果能自己亲自动手设计一个符合自己的风格的电子钟将会很有意义。这次的课程设计给了我一个机会。本设计是基于单片机进行的电子万年历设计，可以显示年月日时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。在硬件与软件设计时，没有良好的基础知识和实践经验会受到很大限制，每项功能实现时需要那种硬件，程序该如何编写，算法如何实现等，没有一定的基础就不可能很好的实现。具体实现功能：可以准确显示年、月、日、时、分、秒；可以对时间进行设置；目录嵌入式系统设计导论...............................................................................................................1电子钟设计报告...............................................................................................................1摘要...........................................................................................................................................21方案选择.......................................................................................................................11.1单片机芯片的选择方案....................................................................................11.2显示模块选择方案............................................................................................11.3时钟芯片的选择方案........................................................................................11.4电路设计最终方案决定....................................................................................22系统的硬件设计与实现...............................................................................................32.1电路设计框图....................................................................................................32.2系统硬件概述....................................................................................................32.3主要单元电路的设计及器件介绍....................................................................33系统的软件设计...........................................................................................................73.1程序流程框图....................................................................................................73.2程序设计（见附录一）....................................................................................74Proteus仿真..................................................................................................................84.1KeilC51的使用介绍...........................................................................................84.2Proteus的使用介绍..........................................................................................84.3Proteus仿真结果...............................................................................................95课程设计总结与体会.................................................................................................126参考文献.....................................................................................................................137附录一.........................................................................................................................147.1Common.h头文件............................................................................................147.2Main.c文件.......................................................................................................157.3DS1302.c文件...................................................................................................197.4Lcd.c文件..........................................................................................................221/351方案选择1.1单片机芯片的选择方案方案一:采用AT89C51芯片作为硬件核心，采用FlashROM，内部具有4KBROM存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术,当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。方案二:采用AT89C52，AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes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ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为我们提供许多较复杂系统控制应用场合。硬件实体电路一般会采用功能和优点更为突出的AT89C52单片机。1.2显示模块选择方案方案一：采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,但要显示比较多的数字时数码管的使用必然会增多，连线方面会很麻烦，编程上也会相应的复杂。考虑到效率的因素不采用数码管显示。方案二：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，在很多场合可以看到这种显示方式，但是在电子钟显示时间这一块不适合，一来点阵显示文字上有优势，但显示数字存在一定的劣势，一来不够直观，二来显得有点浪费。综合考虑各种因素排除这种方案。方案三：采用LCD液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见。与数码管显示相比，在直观程度和亮度清晰度上都存在很多优势，并且现在液晶显示已经成为主流，被人们普遍接受，符合大众的口味。虽然没学过液晶显示这一块，但查看相关资料应该可以把硬件电路图接好。1.3时钟芯片的选择方案方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大,所以不采用此方案。2/35方案二：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，实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。计时更加准确，使用起来更加方便，与成本相比起来利大于弊，物超所值。1.4电路设计最终方案决定综上各方案所述,对此次作品的方案选定:采用AT89C52作为主控制系统;DS1302提供时钟;LCD液晶显示屏作为显示。3/352系统的硬件设计与实现2.1电路设计框图电路设计框图如图2-1所示：图2-12.2系统硬件概述本电路是由AT89C52单片机为控制核心，驱动DS1302时钟提供年、月、日、时、分、秒，时间精确；显示模块采用LCD12864显示，直观、清晰、非常人性化；按键模块包含时间设置按钮，按键的操作符合人们的思维习惯，很容易进行设置。总的来说，硬件考虑的比较周全，尽量做到最好。2.3主要单元电路的设计及器件介绍单片机主控制模块一、模块介绍单片机控制模块的核心是AT89C52，此外还包括它的供电电路、复位电路、时钟电路，它的模块图如图2-2所示图2-2DS1302时钟模块LCD液晶显示屏显示模块按键模块AT89C52主控制模块4/35二AT89C52的介绍AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位