数字时钟52712.doc

努力不一定成功，但成功必须努力！

目录

1、引言 2
2、时钟设计方案及其工作原理 2
2.1 时钟设计方案 2
2.2时钟工作原理 2
3、硬件设计与实现 3
3.1单片机简介及其最小系统原理图 3
3.2 LCD1602简介及其显示原理图 4
3.3调时电路及其原理图 5
4、程序设计 5
4.1程序设计流程图 5
4.2源程序：见附录 5
4.3 时钟原理的仿真 6
5、元器件选择、仿真与制作 6
5.1原器件详细清单 6
5.2 PCB板设计 7
5.3印制板制作 7
5.4组装及焊接 7
6、调试 8
7、操作说明 8
8、结束语 8
参考文献 9
附录 10

1、引言

时间是人类生活中不可或缺的重要元素。如果没有时间的概念，社会将不会有所发展和进步，从古代的沙漏、十二天干地支，到后来的机械以及当今的石英钟，都充分显示出了时间的重要性，同时也代表着科技的进步，致力于计时器的研究和充分发挥时钟作用，将有着重要的意义。
电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化、多功能化、体积小、LCD显示界面好、可扩展性强等特点，被广泛应用于生活和工作中。当今市场上电子时钟种类繁多，外形小巧别致。也有体积较大的，如公共场所的大型电子时钟等。电子时钟首先是数字化了时间显示等，在此基础上，人们可以根据不同场合的需求，在时钟加上其他功能，如万年历等。

2、时钟设计方案及工作原理

2.1时钟设计方案
电子时钟既可以通过纯硬件实现，也可以通过软硬件结合实现，通过多方面的考虑，本设计决定采用具有集成度高、体积小、控制功能强等特点的AT89S52单片机来实现时钟设计，另外采用16位LCD1602液晶显示器显示日期、星期和时间，用3个开关按钮构成调时电路， 5V直流供电，外加一复位电路。
本设计电路简单，成本低廉，在功能方面有待改进。

2.2时钟工作原理
本系统以AT89S52芯片为核心，通过液晶LCD1602作为显示模块。利用单片机AT89S52通过程序进行计算处理，最后送到液晶显示模块进行显示出日期、星期和时间。如果日期、时间和星期不正确，可以连接P1.1、P1.2、P1.3的开关S1、S2、S3对它们进行校准。

3、硬件设施及其实现
3.1单片机简介及其最小系统原理图：　
简介：与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz～33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符 。
AT89S52单片机最小系统电路原理图：本系统采用ATMEL公司的单片机AT89S52来实现,利用单片机软件编程灵活、自由度大的特点,力求用软件完善各种控制算法和逻辑控制。本系统选用的AT89S52芯片时钟可达12MHz,运算速度快,控制功能完善。其内部具有256字节RAM,而且内部含有8KB的flash ROM 不需要外扩展存储器,可使系统整体结构更为简单、实用。主控芯片AT89S52单片机最小系统电路原理图如下所示：
图1 AT89S52单片机系统原理图

3.2液晶LCD1602简介：
显示容量:16×2个字符； 芯片工作电压:4.5—5.5V； 工作电流:2.0mA(5.0V)
模块最佳工作电压:5.0V； 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm
引脚功能说明：1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表1所示:
表1
编号
符号
引脚说明
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
数据
3
VL
液晶显示偏压
11
D4
数据
4
RS
数据/命令选择
12
D5
数据
5
R/W
读/写选择
13
D6
数据
6
E
使能信号
14
D7
数据
7
D0
数据
15
BLA
背光源正极
8
D1
数据
16
BLK
背光源负极
液晶显示模块电路原理图如下：
该模块有控制器HD44780、驱动器HD44100和液晶板组成。HD44780是典型的液晶显示控制器，它集控制和驱动于一体，本身就可以驱动单行16字符或2行8字符。对于2行16字符的显示要增加HD44100驱动器。HD44780由字符CGROM、自定义字符发生器CGRAM和显示缓冲区DDRAM组成。
图2 LCD1602液晶显示原理图

3.3调时电路：
调时电路由“P1.1/P1.2/P1.3—按键—接地”构成，按下S1按键，选择需要调整的项目，此时电子时钟停止走动，此时若再按下S2键则进行加时调整；若按下S3键则进行减时调整。时间调整从秒到 年均完毕后，电子时钟开始走动，从而实现了时间调整功能。
图3 调时电路原理图
4、程序设计结构框图
4.1程序设计流程图
开始

初始化

写时间、日期、星期

读时间、日期、星期

显示子程序

修改日期、时间和星期程序

返回

图4 程序设计结构框图
4.2源程序：见附录

4.3 时钟原理的仿真
制作PCB版之前先用proteus软件进行仿真，仿真成功后开始做板。其仿真图如下所示：
图5 时钟原理仿真图

5、元器件选择与制作
5.1元器件详细清单见下表：
表2
元件名称
数量
元件名称
数量
AT89S52
1
二极管Diode 1N4148
1
LCD1602
1
2根排针
2
12MHZ晶振
1
发光二极管（红）
1
10uF电解电容
1
10K、2.2K、1K、10电阻
各1
30pF普通电容
2
按钮
4

5.2 PCB板设计
使用DXP2004绘图软件，在13*8方厘米的区间布局、布线，注意元件的封装以及焊盘得到大小要根据实物元件的实际情况。线的宽度设为1毫米，地线为1.5毫米，电源线为1.2毫米；焊盘内径设为0.9毫米，外径分别为2毫米。根据需要对PCB进行补泪滴。最终的PCB板图如下所示：
图6 PCB板图
5.3 印刷板制作
印刷板设计合理与否关系到电路在焊接、装配、调试中是否方便。好的印刷板必须排列紧凑、使用方便。打印好PCB图后就可以印刷电路板了，印完之后就拿去腐蚀然后涂上松香防止被氧化。等到松香晾干之后就开始钻孔。
5.4 组装及焊接
首先用万用表测出各电阻的阻值以及各电容的大小。根据原理图把元器件放到电路板上（先放电阻再放电容然后放体积比较大的元件）焊好。焊接时要注意方法，电烙铁与电路板成九十度角，既要和焊盘接触又要和元件的引脚接触，接触时间不要过长（不然会烧坏元件的）大概十秒左右就行了。拿起电烙铁时要快，这样焊口才圆滑。把所有元件都焊好之后用剪刀把元件的长引脚剪掉。

7
专业课程设计论文 撰写人：许丽丽

努力不一定成功，但成功必须努力！
6、调试
用下载头将写好的程序烧录到单片机后，没有显示正确的日期、星期和时间，通过用万用表等工具仔细的检查，发现：首先是晶振损坏了，其次是电位器焊接不正确。随后更换晶振，将电位器拆卸重新焊接好后即可正确显示日期、星期和时间。

7、操作说明
根据下表的操作说明实现时间的调整：
表3

时 间

S1：秒
S2:加；S3减
S1：分
S2:加；S3减
S1：时
S2:加；S3减
星 期
S1：星期
S2:加；S3减

日 期
S1：日
S2:加；S3减
S1：月
S2:加；S3减
S1：年
S2:加；S3减

8、结束语
本设计以AT89S52单片机为核心部件，单片机系统完成显示日期、时间、星期等功能。通过对本设计的思考，更加加深了我对单片机的认识，熟练了对单片机的控制，本设计还有许多需要改进的地方，我会在接下来的日子里继续完善我的设计，在原来的基础上增加温度测量的设计、电子音乐盒、用DS1302芯片实现精确时间的设计等，努力将该设计做得更好，更实用。

参考文献：

[1]谭浩强著.C语言程序设计.第三版.北京：清华大学出版社，2005.7

[2]郭天祥编著. 新概念51单片机C语言教程. 北京:电子工业出版社,2009.1

[3]杨素行主编.模拟电子技术简明教程.第三版.北京：高等教育出版社，2009.3

[4]李全利编著.单片机原理与接口技术.第2版.北京:高等教育出版社，2009.1

[5]江思敏、陈明.Protel电路设计教程.第2版.北京：清华大学出版社，2006.12

[6]朱清慧，Proteus教程:电子线路设计、制版与仿真，清华大学出版社，2008,9

[7]郭文川，单片机原理与接口技术，中国农业出版社，2007,1

附录
源程序如下所示：
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit rs=P2^0;
sbit lcden=P2^2;
sbit s1=P1^1; //选择要调整的项目，左移
sbit s2=P1^2;//加
sbit s3=P1^3;//减
uchar count,s1num;
uchar shi,fen,miao,zhou,ri,yue,nian;
uchar code table[]=" 2010-12-31 5";
uchar code table1[]=" 09:59:50";
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=0;x<z;x++)
for(y=0;y<110;y++);
}
void w_com(uchar com)
{
rs=0;
lcden=0;
P3=com;
delay(5);
lcden=1;//给高脉冲
delay(5);
lcden=0;
}
/*********************************
写指令
*********************************/
void w_data(uchar date)
{
rs=1;
lcden=0;
P3=date;
delay(5);
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
/*********************************
写数据
*********************************/

/*********************************
初始化函数
*********************************/
void w_sfm(uchar add,uchar date)//时分秒
{
uchar shi,ge;
shi=date/10;
ge=date%10;
w_com(0x80+0x40+add);
w_data(0x30+shi);
w_data(0x30+ge);
}
void w_zhou(uchar add,uchar date)//周
{
uchar z;
z=date;
w_com(0x80+add);
w_data(0x30+z);
}
void w_ryn(uchar add,uchar date)//日
{
uchar shi,ge;
shi=date/10;
ge=date%10;
w_com(0x80+add);
w_data(0x30+shi);
w_data(0x30+ge);
}
void init()
{

uchar num;
lcden=0;//初始化使能为0
fen=59;
miao=50;
shi=23;
zhou=5;
ri=31;
yue=12;
nian=10;
w_com(0x38);//写入显示模式指令码
w_com(0x0c);//写入显示开/关及光标指令码
w_com(0x06);//当写一个字符后，地址指针加一，光标加一，不动光标不闪烁
w_com(0x01); //清零作
w_com(0x80);//代表第一行第一位
for(num=0;num<15;num++)
{
w_data(table[num]);
delay(5);
}
w_com(0x80+0x40);//代表第二行第一位
for(num=0;num<12;num++)
{ w_data(table1[num]);
delay(5);
}
w_sfm(4,shi);
w_sfm(7,fen);
w_sfm(10,miao);
w_zhou(14,zhou);
w_ryn(4,nian);
w_ryn(7,yue);
w_ryn(10,ri);

TMOD=0x01;
TH0=(65536-50000)/256;//50毫秒产生一次中断
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;

}
void keyscan()
{
if(s1==0)//闪烁位置//选择要调整的项目，左移
{
delay(10);
if(s1==0)
{
s1num++;
while(!s1);
if(s1num==1)//s1键按一下依次从秒分周日月时向左移
{
TR0=0;
w_com(0x80+0x40+0x0b);
w_com(0x0f);//左移光标开始闪烁
}
if(s1num==2)
{
w_com(0x80+0x40+0x08);
w_com(0x0f);//左移光标开始闪烁

}
if(s1num==3)
{
w_com(0x80+0x40+0x05);
w_com(0x0f);//左移光标开始闪烁

}
if(s1num==4)
{
w_com(0x80+0x0e);
w_com(0x0f);//左移光标开始闪烁
}
if(s1num==5)
{
w_com(0x80+0x0b);
w_com(0x0f);//左移光标开始闪烁
}
if(s1num==6)
{
w_com(0x80+0x08);
w_com(0x0f);//左移光标开始闪烁
}
if(s1num==7)
{
w_com(0x80+0x05);
w_com(0x0f);//左移光标开始闪烁
}
if(s1num==8)
{
s1num=0;
w_com(0x80+0x40+12);
w_com(0x0c);//光标恢复原样，不闪烁
TR0=1;
}
}
}
if(s1num!=0)//用于调节年月日时分秒
{
if(s2==0)
{
delay(10);
if(s2==0)
{
while(!s2);
if(s1num==1)//秒升调节
{
miao++;
if(miao==60)
miao=0;
w_sfm(10,miao);
w_com(0x80+0x40+11);
}
if(s1num==2)//分升调节
{
fen++;
if(fen==60)
fen=0;
w_sfm(7,fen);
w_com(0x80+0x40+8);
}
if(s1num==3)//时升调节
{
shi++;
if(shi==24)
shi=0;
w_sfm(4,shi);
w_com(0x80+0x40+5);
}
if(s1num==4)//周升调节
{
zhou++;
if(zhou==8)
zhou=1;
w_zhou(14,zhou);
w_com(0x80+14);
}
if(s1num==5)//日升调节
{
ri++;
if(yue==1||yue==3||yue==5||yue==7||yue==8||yue==10||yue==12)
{
if(ri==32)
ri=1;
w_ryn(10,ri);
w_com(0x80+11);
}
if(yue==2)
{
if(ri==30)
ri=1;
w_ryn(10,ri);
w_com(0x80+11);
}
if(yue==4||yue==6||yue==9||yue==11)
{
if(ri==31)
ri=1;
w_ryn(10,ri);
w_com(0x80+11);
}
}
if(s1num==6)//月升调节
{
yue++;
if(yue==13)
yue=1;
w_ryn(7,yue);
w_com(0x80+8);
}
if(s1num==7)//年升调节
{
nian++;
if(nian==99)
nian=1;
w_ryn(4,nian);
w_com(0x80+5);
}
}
}
if(s3==0)
{
delay(5);
if(s3==0)
{
while(!s3);
if(s1num==1)//秒降调节
{
miao--;
if(miao==-1)
miao=59;
w_sfm(10,miao);
w_com(0x80+0x40+11);
}
if(s1num==2)//分降调节
{
fen--;
if(fen==-1)
fen=59;
w_sfm(7,fen);
w_com(0x80+0x40+8);
}
if(s1num==3)//时降调节
{
shi--;
if(shi==-1)
shi=23;
w_sfm(4,shi);
w_com(0x80+0x40+5);
}
if(s1num==4)//周降调节
{
zhou--;
if(zhou==0)
zhou=7;
w_zhou(14,zhou);
w_com(0x80+14);
}
if(s1num==5)//日降调节
{
ri--;
if(yue==1||yue==3||yue==5||yue==7||yue==8||yue==10||yue==12)
{
if(ri==0)
ri=31;
w_ryn(10,ri);
w_com(0x80+11);
}
if(yue==2)
{
if(ri==0)
ri=29;
w_ryn(10,ri);
w_com(0x80+11);
}
if(yue==4||yue==6||yue==9||yue==11)
{
if(ri==0)
ri=30;
w_ryn(10,ri);
w_com(0x80+11);
}
}
if(s1num==6)//月降调节
{
yue--;
if(yue==0)
yue=12;
w_ryn(7,yue);
w_com(0x80+8);
}
if(s1num==7)//年降调节
{
nian--;
if(nian==0)
nian=99;
w_ryn(4,nian);
w_com(0x80+5);
}
}
}
}
}

void main()
{
init();
while(1)
{
keyscan();
if(count==20)//20*50毫秒=1000毫秒=1秒
{
count=0;
miao++;
if(miao==60)
{
miao=0;
fen++;
if(fen==60)
{
fen=0;
shi++;
if(shi==24)
{
shi=0;
zhou++;
ri++;
if(zhou==8)
{
zhou=1;
}
w_zhou(14,zhou);
if(yue==1||yue==3||yue==5||yue==7||yue==8||yue==10||yue==12)
{
if(ri==32)
{
ri=1;
yue++;
if(yue==13)
{
yue=1;
nian++;
if(nian==100) nian=1;
w_ryn(4,nian);
}

w_ryn(7,yue);
}
w_ryn(10,ri);
}
if(yue==2)
{
if(ri==29)
{
ri=1;
yue++;
w_ryn(7,yue);
}
w_ryn(10,ri);
}
if(yue==4||yue==6||yue==9||yue==11)
{
if(ri==31)
{
ri=1;
yue++;
w_ryn(7,yue);
}
w_ryn(10,ri);
}
}
w_sfm(4,shi);
}
w_sfm(7,fen);
}
w_sfm(10,miao);
}
}
}
void timer0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;//50毫秒产生一次中断
TL0=(65536-50000)%256;
count++;
}

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专业课程设计论文 撰写人：许丽丽