电子钟毕业设计.doc
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1、基于单片机的时钟显示器设计摘 要本文论述了如何利用单片机来设计一个时钟的方法。本设计基于单片机技术原理,以单片机芯片AT89C52作为核心控制器,通过硬件电路的制作以及软件程序的编制,设计制作出一个多功能数字时钟系统。单片机扩展的LCD显示器用来显示秒、分、时计数单元中的值。整个设计包括两大部分: 硬件部分和软件部分,以单片机为核心, 配以一定的外围电路和软件。硬件是整个系统的基础, 软件部分则要合理、充分地支持和使用系统的硬件, 从而完成系统所要完成的任务。本设计采用L ED 数码管的数字显示以其亮度高、显示直观等优点被广泛应用于智能仪器及家用电器等领域。该时钟系统主要由时钟模块、闹钟模块、
2、环境温度检测模块、液晶显示模块、键盘控制模块以及信号提示模块组成。能够准确显示时间(显示格式为时时:分分:秒秒,24小时制),可随时进行时间调整,具有闹钟时间设置、闹钟开/关、止闹功能,能够对时钟所在的环境温度进行测量并显示。设计以硬件软件化为指导思想,充分发挥单片机功能,大部分功能通过软件编程来实现,电路简单明了,系统稳定性高。单片机在这种情况下诞生了基于单片机电子时钟。关键词:单片机、LCD显示器、液晶显示模块、基于单片机电子时钟。 Design According To Single Slice The Clock Display Of The MachineABSTRACTThis t
3、ext discusses how to make use of a single slice machine to design the method of a clock.This design according to single slice machine technique principle, use single slice the machine chip AT89 C52 as core controller, pass the draw up of creation and software procedure of hardware electric circuit,
4、design to create a multi-function and numerical clock system. the single slice machine expand of LCD display use to show second, cent, the chronometer value within few units.The whole design include two greatly part of: Hardware part and software part, with single slice machine for core, go together
5、 with with the certain outer circle electric circuit and the software.The hardware is the foundation of the whole system, the software is part of to then want reasonable, adequately support with usage system of hardware, complete system thus want to complete of mission.This design adoption L ED figu
6、res tube of the numeral show high with its bright degree, show to keep a view etc. the advantage be extensively been apply in realms, such as intelligence instrument and home .The clocks system is mainly shown that mold piece, the keyboard control mold piece and signal hint that the mold piece const
7、itute by clock mold piece, alarm clock mold piece, the examination mold piece, LCD of the environment temperature.Can accurate manifestation time(manifestation format is always:The cent divide:Second second, 24 hours system), can carry on the adjustment in time at any time, have an alarm clock to es
8、tablish for time, the alarm clock open/pass, make function, can carry on measure to the environment temperature of clock place and show.Design to change into instruction thought by hardware software, well exertive single slice machine function, greatly parts of functions pass a software plait a dist
9、ance to carry out, electric circuit in brief clear, system stability Gao.The single slice machine was born in this kind of case the machine electronics is according to the single slice clock.KEY WORDS: single-chip,lcd display, the LCD shows a mold piece,a ccording to single slice machine electronics
10、 clock.目录前言1第1章 硬件系统设计21.1 单片机21.2 硬件设计31.3 硬件模块31.3.1主控单元31.3.2显示部分51.3.3显示器接口及显示方式71.3.4键盘控制模块81.3.5声音提示模块81.3.6直流稳压电源部分91.3.7滤波电路91.4 硬件电路测试91.4.1硬件电路ERC测试91.4.2硬件电路网格化101.4.3生成PCB板11第2章 软件设计132.1 设计思路132.2 模块设计132.3 软件模块142.3.1计时模块142.3.2调时功能142.3.3主程序模块142.3.4键盘控制模块142.3.5在编程过程中要用到的其它程序模块14第3章
11、程序编译和系统调试及仿真153.1 程序编译153.1.1主要程序设计分析153.1.2程序设计163.2 软件调试233.2.1伟福简介233.2.2软件调试243.3 硬件调试25结论28谢 辞29参考文献30外文资料翻译31前言数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、
12、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。近年来随着以计算机为轴心的各种各样信息处理装置的诞生,为适应这种新形势,信息家电,网络终端,广播-通信等用途的LCD市场也将迅速扩大,而且如今LCD发展方向不仅在于大屏幕,而且在中小屏幕方面,例如汽车导航系统,摄像机,数字式照相机,便携式电视,PDA(个人数字助理),娱乐/游戏机,摄影机等有着进一步的发展。液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其他显示器无法比拟的优点,近年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗
13、电子产品中。LCD可分为段式LCD、字符式LCD和点阵式LCD。其中,段式LCD和字符式LCD只能用于字符和数字的简单显示,不能满足图形曲线和汉字显示的要求;而点阵式LCD不仅可以显示字符、数字,还可以显示各种图形、曲线以及汉字、动画,并且可以实现屏幕滚动、反转、闪烁等功能,用途十分广泛。由此可见LCD的应用是如此广泛,所以用MPU控制液晶显示器是很普遍的应用。 第1章 硬件系统设计1.1 单片机单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM),输入输出电路(I/
14、O口),可能还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电路(LCD或LED驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个最小然而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务1。单片机芯片的集成度很高,它将微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上,具有以下特点:(1)体积小、重量轻、价格便宜、耗电少;(2) 根据工控环境要求设计,且许多功能部件集成在芯片内部,其信号通道受外界影响小,故可靠性高,抗干扰性能优于采用一般的CPU;(3) 控制功能强,运行速度快。其结构组成与指令系统都着重满足工控要求
15、。有丰富的条件分支转移指令和很强的位处理功能及I/O口逻辑操作功能;(4)片内存储器的容量不可能很大;引脚也嫌少,I/O引脚常不够用,且兼第二功能以至第三功能。但存储器和I/O接口都易于扩展;自单片机出现至今,单片机技术已走过了30多年的发展路程。纵观30年来单片机发展里程可以看出,单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导,以广泛的应用领域拉动,表现出较微处理器更具个性的发展趋势。单片机应用最多的领域主要有以下:因它具有“小、轻、廉、省”的特点,所以特别适用于“电脑型产品”,在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备、家庭安防设备等
16、许多产品上得到应用。适用于仪器、仪表,不仅能完成测量,还具有处理、监控等功能,易于实现数字化和智能化。1.2 硬件设计硬件设计框图声音提示键盘控制模液晶显示器AT89C52主控单元图1-1硬件设计框图由框图的设计结构可以分块设计电路。1.3 硬件模块1.3.1主控单元AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)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,与标准MCS51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Fl
17、ash存储单元,功能强大AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。下表是89c52的主要性能参数表1-1 89c52的主要性能参数主要性能参数:与MCS51产品指令和引脚完全兼容8k字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作:0Hz24MHz三级加密程序存储器2568字节内部RAM32个可编程I/O口线3个16位定时/计数器8个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式AT89C52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,一个6向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路2
18、。同时,AT89C52可降至0HZ的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。下表是89c52的极限参数表1-2 AT89C52的极限参数工作温度-55to+125储藏温度-65to+150任一引脚对地电压-1.0Vto+7.0V最高工作电压6.6V直流输出电流15.0mA1.3.2显示部分单片机应用系统中使用的显示器主要有发光二极管显示器,简称LED(Light Emitting Diode);液晶显示器LCD(Liq
19、uid Crystal Display);近几年也有配置CRT显示器的。液晶显示器简称是利用液晶经过处理后能够改变光线传输方向的特性,达到显示字符或者图形的目的。其特点是体积小、重量轻、功耗极低、显示内容丰富等特点,在单片机应用系统中有着日益广泛的应用。1602芯片:主要用于显示时间和定时时间。1602芯片由点阵字符液晶显示器件和专用的行、列驱动器、控制及必要的链接件、结构件组装而成,可以显示数字和西文字符,但不能显示图形,已经可以满足本次设计的需要。1602型LCD显示模块具有体积小,功耗低,显示内容丰富等特点3。1602型LCD可以显示2行16个字符,有8位数据总线D0D7和RS,R/W,
20、EN三个控制端口,工作电压为5V,并且具有字符对比度调节和背光功能。1. 外型尺寸:80X36X13(LXWXH)2.接口信号说明表1-3 1602型LCD的接口信号说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2Data I/O2VDD电源正极10D3Data I/O3VL液晶显示偏压信号11D4Data I/O4RS数据/命令选择端(H/L)12D5Data I/O5R/W读写选择端(H/L)13D6Data I/O6E使能信号14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正极8D1Data I/O16BLK背光源负极3.主要技术参数表1-4 1602型LCD的主要
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