带事件提示功能的数字电子钟项目设计方案.doc

带事件提示功能的数字电子钟项目设计方案1.绪论1.1 数字电子钟的背景电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。在其推动下，现代电子产品正在以前所未有的革新速度，向着功能多样化、体积最小化、功耗最低化的方向迅速发展，电子技术的发展有力的推动社会生产力的发展。 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。1.2 数字电子钟的发展及现状钟表是计时器的一种。在钟表发明以前，我们的先辈已经在不同的时期利用各种方法来度量时间。比如，一句太阳光线的位置判断时间的日晷、圭表，使用沙子的流动记录时间的沙漏，也有人把它们叫做“太阳钟”和“沙钟”，利用水滴计时的“铜壶滴漏”。但是这些不属于“钟表”概念的范畴，因为钟表计时的原理是通过能够产生振荡周期的装置来计算时间。而近现代的计时技术越来越先进，出现了真正意义上的机械式、电子式“钟表”，甚至出现了更为先进的原子钟。电子钟是随着近代电子工业迅速发展而发展起来的新兴工业产品。按照其振荡元件的不同，大体上可分为摆轮游丝式电子钟、音片式电子钟、音叉式电子钟、晶体管摆钟、电子数字钟和石英电子钟。还有一些钟表，虽然直接驱动机芯运转式由电来完成，但电的来源却是由其他能源供给的，如光电钟、以人体手臂摆动的动能为能源的电子表、依靠人体体温产生电能的电子表。1.2.1 国外发展现状目前国外的电子钟已经融合了温度计、天气预测、气象站、触摸屏摆脱了按键、无线太阳能供电等。国外电子钟主要实现的功能有：时间显示，12小时24小时格式转换，地区时差设置，PM显示，低电量显示，日期显示，周一至七显示。华氏及摄氏两种温度显示切换。LCD的16级对比度调节，适当的调低对比度可以达到节电的目的。日出时间和日照时间的切换显示，日落时间显示，日出及日落图标显示。月出时间显示，月落时间显示，月出及月落图标显示。12种月亮形状图标显示。德国、丹麦、西班牙、法国、芬兰、英国、匈牙利、克罗地亚、意大利、爱尔兰、卢森堡、挪威、荷兰、葡萄牙、波兰、俄罗斯、瑞典、斯洛伐克、斯洛文尼亚、南斯拉夫、奥地利、比利时、瑞士、捷克等国家的150个主要城市的市区设置。晴天、多云、下雨三种图标的天气预测预报，在两侧有根据气压变化预测的天气上下箭头，来显示天气变化走向，可自定义天气气压变化预测的敏感度。先进的风暴预警系统，可自定义风暴预警系统的敏感度和警告音开关。有相对、绝对气压hPa值显示及调节。柱形显示过去30小时的绝对、相对气压变化的hPa值。条形显示预测气压在2小时内的变化。室内及室外温度显示，室内及室外湿度显示，天气舒适度显示，自动记录历史室内及室外的最高及最低温度和湿度，并可以随时独立查看。有闹钟功能，闹铃声音在不同阶段有不同的响声频率。室外温度靠无线868MHz温度湿度探测盒测量，比其它型号的无线433MHz探测盒有更好的抗干扰能力和更远的传输距离，有防雨罩。最多支持三个外置无线盒同时使用切换。具有无线电广播接收时间的功能，不需要人工对表调节，不过在国内多数城市收不到的。专利的机械支架非常牢固方便，展开可以放在任何平整的地方，收起来也可以挂到墙上。1.2.2 国内发展现状 目前国内的电子钟主要功能有：液晶显示、闹钟、日历、整点提示、投影显示时间、数字式温度计、数字式湿度计、FM自动选台收音机、照明功能、附带钥匙扣、贪睡、生日提醒、倒计时、背景灯功能、GPS等。1.3 数字电子钟的应用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。1.4 本课题研究的意义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缺少的必需品，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、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，研究数字钟扩大其应用有着非常现实的意义。本系统采用AT89S52单片机为作为控制芯片，选用时钟芯片DS1302作为时间源。以日历时钟芯片为核心的数字电子钟控制控制器，由键盘、声音输出模块和液晶显示器三部分组成。AT89S52单片机和日历时钟芯片是整个设计的核心控制器件,根据从键盘接受的数据控制整个系统的工作流程。整体性好，人性化强、可靠性高，实现了对时间控制的智能化，摆脱了传统由人来事件提示的不便，是现代居家旅行必不可少的设备。2.系统设计方案分析2.1 系统设计方案带事件提示功能的数字电子钟设计基本组成由电源模块、闹铃模块、时间获取模块、键盘控制模块和显示模块构成。现在我们主要讨论本设计的最佳电路选取的方案。 带事件提示功能数字电子钟电路的设计方法有多种，在此有以下几种方案可供选择。2.2 时钟方案论证 时钟模块是本设计最核心的部分。根据任务要求，可利用以下两种方案来实现。方案一：采用数字逻辑电路（1）. 电路结构及原理：由555构成多谐振荡器产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，在经分频器输出标准秒脉冲后，由两个74LS90级联构成两个60进制计数器和一个24进制计数器，满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出经译码器送显示器。（2）.优缺点：此方案是由纯硬件电路实现的，省略了软件部分的设计，但此方案电路控制复杂，硬件成本较高，不易采用。方案二、采用时钟芯片（1）.电路结构及原理：采用实时时钟集成电路，如DS12887、DS1302等。这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，不需程序干预。（2）.优缺点：采用这种方案的优点是计时程序简单，时钟芯片多数带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功能，具有可编程方波输出功能，可用做实时测控系统的采样信号等；有的实时时钟芯片内部还带有非易失性RAM，可用来存放需长期保存，但有时也需变更的数据。采用这种方案简单而经济，符合本毕业设计任务书要求，并且更好的体现专业知识水平。基于时钟芯片的上述优点，本设计采用第二方案完成时钟模块的功能。在电子时钟设计中，常用的实时时钟芯片有DS12887、DS1216、DS1643、DS1302。每种芯片的主要时钟功能基本相同，只是在引脚数量、备用电池的安装方式、计时精度和扩展功能等方面略有不同。DS12887与DS1216芯片都有内嵌式锂电池作为备用电池； X1203引脚少，没有嵌入式锂电池，跟DS1302芯片功能相似，只是相比较之下，X1203与AT89S51搭配使用时占用I/O口较多。DS1643为带有全功能实时时钟的8K8非易失性SRAM，集成了非易失性SRAM、实时时钟、晶振、电源掉电控制电路和锂电池电源，BCD码表示的年、月、日、星期、时、分、秒，带闰年补偿。同样，DS1643拥有28只管脚，硬件连接起来占用微处理器I/O口较多，不方便系统功能拓展和维护。串行接口的时钟芯片DS1302相比于并行接口的时钟芯片，可以完全满足单片机系统对实时时钟的要求，而且其余单片机接口简单、占用地址/数据总线接线少、芯片体积小、占用空间少。时钟芯片DS1302综合性能较好且价格便宜。故而从性价比和货源上考虑，本设计采用实时时钟日历芯片DS1302。23 闹铃方案论证闹铃音乐可以直接采用蜂鸣器闹铃，如当前时刻与闹铃时间相同，单片机向蜂鸣器送出高电平，蜂鸣器发声。采用蜂鸣器闹铃结构简单，控制方便，但是发出的闹铃声音单一。也可以在编程的时候编写一段音乐程序，待闹铃时间到时，调用该音乐程序给扬声器，便响起音乐。不过该方法只能做一些简单音乐，并且音乐程序会占用很多单片机存储资源。还有一种方法是采用录音放音芯片1420做闹铃，先对录放音设备录入一段音乐，当到设定时间时，单片机控制录放音设备放音。采用录放音电路，铃声可以是预先设定的一段自己喜欢的音乐，符合电器设备人性化的要求。且1420芯片可以分段录音，还具有语音报时功能。另外，也可以购置一块音乐集成电路，加置在单片机和蜂鸣器之间，当单片机连接闹铃电路的管脚送出高电平时，音乐集成电路会给蜂鸣器特定脉冲，使蜂鸣器发声。此类集成电路体积较小，使用方便，不足的是音乐简单、单一。闹铃的音乐不是本设计中的重点，故采用最简单的方法作为系统的报警提示电路。 2.4 键盘方案论证 键盘电路是很多设计中很重要的组成部分，它是主要的输入设备。单片机应用系统中键盘分为独立式键盘和行列式键盘两种。独立式键盘：独立式键盘中，每个按键占用单片机的一根I/O口线，每个按键电路相对独立。I/O口通过按键与地相连，单片机的I/O口有上拉电阻，无键按下时，引脚端为高电平。有键按下时，引脚电平被拉低。I/O口内部有上拉电阻时，外部可不接上拉电阻。 行列式键盘：行列式键盘键数比较多，从按一个键到键功能被执行主要包括两项工作：一是键的识别，即在键盘中找出被按的是那一个键，另一项是键功能的实现，第一项是接口电路来实现的，而第二项是通过执行中断服务程序来实现的。具体来说，键盘接口应完成以下操作功能：（1）键盘扫描，以判断是否有键按下。（2）键识别，以来确定闭和键的行列位置。（3）产生闭和键的键码。（4）排除多键，串键以及抖动。本次设计采用独立式键盘就可以满足时、分、秒的调试要求，所以本设计选择独立式键盘。2.5 数据显示方式论证方案一：采用数码管显示。数码管亮度高、体积小、重量轻，但其显示信息简单有限，在本设计中要同时显示时、分、秒，年、月、日中受到很大的限制。 方案二：采用液晶（LCD）显示。液晶显示功耗低，轻便防震。采用液晶显示，界面友好清晰、操作方便，显示信息丰富。 为了能构造一个适合的人机界面，在诸多的显示器件中TC1602的液晶字符性显示器非常适合运用于此控制系统当中的，它的功能特性也完全适用于此设计系统的功能要求，也需设置按键，根据系统的功能要求和单片机的口线资源，为系统配制了四个独立式键盘，K1键为确定键，K2和K3键作为光标的移动和数据的增减，K4键作为设置恢复键。 根据设计任务要求，本设计采用AT89S52为主控制器，选择DS1302作为实时时钟模块，数据显示采用LCD TC1602，键盘选择独立式键盘，蜂鸣器作为本体统的打铃事件提示电路。3.系统硬件设计3.1 总工作原理介绍AT89S52单片机作为本系统的核心模块。本系统板一上电，单片机开始把储存好的闹铃时间点读出来。再从DS1302时钟芯片读出年月日时分秒和星期，如果读出的数据和设置的闹铃时间点相等，则蜂鸣器发声，表示该时间为事件提示的时间点。读出的数据利用软件进行处理，然后把数据传输到显示模块。从而实现时间和日历的显示。在液晶显示器界面中，可以通过按键来实现校正年、月、日、时、分、秒、星期。3.2 总设计框图根据任务要求和方案选择我们设计总体框图如图3.1所示。采用AT89S52处理产生内部时钟数据或者读取外部时钟数据信息进行处理，并暂时寄存在其内部的存储器中，再通过单片机调用内部RAM的数据并送到LCD上显示出来。液晶显示键盘输入DS1302电源模块复位电路扬声器AT89S52图3.1 设计总体框图3.3 AT89S52单片机最小系统最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。图3.1为AT89S52单片机的最小系统。图3.2 最小系统电路 图中X1、X2接晶体振荡电路，9号引脚接复位电路，VCC上电时，C3充电，在R1上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C3充满，R1上电流降为0，电压也为0，使得单片机进入工作状态。工作期间按下S3，C3放电。S3松手，C3又充电，在R1上出现电压，使得单片机复位。几个毫秒后，单片机进入工作状态。3.3.1 时钟振荡电路设计时钟振荡电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在MCS-52芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2，在芯片的外部跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。 此电路采用12MHZ的晶振。时钟电路如下图3.3所示。图3.3 时钟振荡电路3.3.2 复位电路设计复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误时，系统处于死锁状态，为摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。RST引脚是单片机复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期（即2个机器周期）以上，若使用频率为12MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。按键电平复位是通过按键使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的。在本设计中采用了按键电平复位方式，其复位电路如下图3.4。图3.4 复位电路3.4 时钟模块设计3.4.1 DS1302简介DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟日历芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。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。工作电压宽达2.55.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。有主电源和备份电源双引脚，而且备份电源可由大容量电容（1F）来替代。需要强调的是，DS1302需要使用32.768KHz的晶振。3.4.2 DS1302时钟接口电路设计时钟接口部分由单片机最小系统I/O口和时钟接口电路组成，加上键盘和显示器就能直观的将日期时间显示出来。本系统通过单片机对时钟芯片编程，来达到获取和更改时间的目的.硬件电路设计如图3.7所示图3.7 时钟电路3.4.3 DS1302工作原理串行时钟芯片DS1302内部主要由寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟/日历以及31字节静态RAM构成。为了实现数据传送，单片机首先把/RST置为高电平，然后把单片机以一定的时序产生SCLK移位时钟，把地址和命令字节信息通过I/O口线传送给DS1302的移位寄存器。数据在SCLK的上升沿串行输入。无论是读周期还是写周期，开始的8位指定RAM字节中的哪位被访问。在开始的8个时钟周期把命令输入移位寄存器之后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操作时输入数据。3.5 闹铃电路设计闹铃的音乐不是本设计中的重点，故采用最简单的方法，占用单片机一根I/O口P3.7， 中间用NPN型三极管8050连接P3.7和扬声器。当P3.7引脚为高电平时，8050的发射极和集电极导通，低电平时截止。当P3.7引脚输入一定频率的方波脉冲时扬声器发声。如图3.8。图3.8 闹铃接口电路3.6 键盘模块设计键盘显示模块：为了使软件编程简单，本设计利用独立式按键。P2.0P2.2口接按键，当有键按下时，与该键相连的端口相应位变为低电平，单片机检测到该变化后即转到相应的键盘扫描处理程序。模块接口电路如图3.9。图3.9 键盘模块电路3.7. 液晶显示电路图液晶数据显示，利用AT89S52的P2口和P0口内部资源进行驱动，使液晶能够显示所要显示的数据。驱动显示电路如图3.11所示：图3.11 1602液晶显示电路图 图中1脚VSS接地，2脚VEE接5V电源，3脚VEE接滑线变阻器为液晶显示器亮度调整端，接地电源时亮度最大。4脚RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器。5脚RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。6脚E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。714脚为8位双向数据线。4.系统软件设计硬件平台结构一旦确定，大的功能框架即形成。软件在硬件平台上构筑，完成各部分硬件的控制和协调。系统功能是由软硬件共同实现的，由于软件的可伸缩性，最终实现的系统功能可强可弱，差别可能很大。因此，软件是本系统的灵魂。软件采用模块化设计方法，不仅易于编程和调试，也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。同时，对软件进行全面测试也是检验错误排除故障的重要手段。由于编程多涉及到数值运算，比较复杂，用我们平时常用的汇编语言编程是很难实现的，这里我们选用了移值性好、结构清晰、能进行复杂运算的C语言来实现编程。4.1 系统软件总体结构根据本次设计要求达到的功能和硬件电路，系统软件结构如图4.1所示。系统监控软件模块接口程序模块时钟程序模块中断程序模块键盘扫描模块图4.1系统软件总体结构系统软件主要由系统监控软件模块、人机接口程序模块、时钟程序模块、中断程序模块、键盘扫描模块组成。时钟软件系统主要实现对时间源的读写控制功能，C 语言的是模块化的高级语言，它的程序可读性和可移植性都强于汇编语言，所以本系统软件开发工具使用的是单片机专用的KeilC51。下面介绍各个子系统软件的详细设计4.2 主程序流程图主程序是整个系统软件的运行主体，各个子系统软件都必须经过它的调度，才能运行得当。根据设计项目的功能要求，主程序对系统进行了初始化。系统初始化完毕后，分别调用读时间子程序和时间显示子程序，再把当前系统初始化完毕后，分别调用读时间子程序和时间显示子程序，再把当前时间与定时点进行比较，程序中通过定义标志单元来设定闹铃程序中通过判断闹铃方式标志和闹铃有效标志位，来发送不同的打铃数据。同时，通过键处理程序中按键的功能，进入相应的处理模块。在主循环系统中，随时等待串口中断和T0 中断发生，并转入相应的中断处理程序。主程序流程图如图4.2所示。开始系统初始化延时消抖读取DS1302送入LED显示Y响铃并显示检测是否为设定值？N检测是否有键按下？NY读取键值校时显示时间图4.2 主程序流程图4.3 显示程序流程图开始初始化设置输入模式设置字符输入位置数据传送显示结束图4.3液晶显示程序流程设置年、月、日、星期显示在1602的第一排，时、分、秒及事件的缩写显示在第二排。4.4 定时器TO中断服务程序定时器T0中断的功能是定时比较当前时间是否到了设置的定时点，如果到了设置的定时点则置打铃标志位，使程序进入打铃程序运行部分。中断服务程序流程图如图4.4所示。开始设置闹钟初值当前时是否为设定时？NY设置打铃标志位返回图4.4 定时器TO中断服务程序4.5 键盘扫描子程序流程图本设计中键盘按键共有3个，分别为模式切换按键、加一按键、减一按键。其基本功能是在显示时间、日期时，当切换模式按键按下时，即进入调整模式的年份调整或，此时如果有加一按键按下时，即对当前调整内容进行加一，有减一按键按下时，即对当前调整内容进行减一；再按下模式切换按键则调整月份，此时如果有加一按键按下时，即对当前调整内容进行加一，有减一按键按下时，即对当前调整内容进行减一；再按下模式切换键则调整日，再按下则调整星期，再按下则调整时，再按下则调整分。具体流程图如图4.5所示：键盘设置如下：K1：模式切换键 K2：加一键 K3：减一键送入K1的值入口YK1=1?键盘扫描Y调整年份N判断K1是否按下？YK1=2?调整月份NNYK1=3?调整日NYK1=4?调整星期NYK1=5?N调整时YK1=6?N调整分NK1=7?Y返回图4.5 键盘扫描子程序流程图4.6 DS1302实时时间流程图本体统采用的DS1302芯片来显示实时时间，该模块软件设计开始对DS1302进行模块初始化，然后对DS1302内部积存器进行数据读写，数据读写完对数据进行输出显示。软件驱动流程图如图4.6所示开始变量初始化复位后产生一个高电平写DS1302地址使DS1302具有写保护延时复位时产生一个高电平读地址数据写DS1302地址延时地址增加数据是否读完向该地址写数据Y数据是否写完Y显示数据NN图4.6 DS1302实时时间流程图当单片机上电复位后，对串行时钟芯片DS1302初始化，同时将程序中预设的时间及日期信息写入时钟芯片，DS1302将秒、分、时、星期、月、年等信息存入到秒、分、时、星期、月、年等寄存器中，并将以此为初始时间及日期开始计数。单片机与时钟芯片DS1302可以以一个字节或多达31个字符组方式通信，单片机通过对时钟芯片的内部的地址/命令字节操作控制，可以完成对DS1302的时钟寄存器或RAM的数据的读/写操作，读取或写入时钟信息。5.系统调试调试工作分硬件调试和软件调试两部分，调试方法介绍如下：首先，硬件调试主要是先搭建硬件平台，然后利用万用表等工具对电路检查，最后应用程序进行功能调试。硬件调试比较费时，需要细心和耐心，也需要熟练掌握电路原理。然后，可以直接应用一些编辑或仿真软件进行软件调试，比如单片机C51编辑软件Keil。该软件提供了一个集成开发环境Vision，它包括C编辑器、宏编辑器、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器。通过编译、运行，可以检查程序错误。但应用此方法，仍需要十分了解所使用元器件的工作方式和管脚连接方式。在软件调试过程中要仔细耐心，即便是多写或少些一两个字符，都无法编译成功。而有时往往在Keil中编译、运行无错，但烧录到单片机中运行起来就会出错，很可能是编程时管脚或时序编辑得不对。还有一种方式，即应用仿真软件搭建电路的软件平台，再导入程序进行仿真调试。如果电路出错，可以在计算机上方便的修改电路，程序出错可以重新编辑程序，这种方法节时、省力，经济、方便。总之，调试过程是一个软硬件相结合调试的过程，硬件电路是基础，软件是检测硬件电路和实现其功能的关键。在调试过程中，首先必须明确调试顺序。例如：本设计是在单片机系统基础上建立起来的，所以必须先确定单片机基础电路能否正常工作。为了正确显示时间，接下来还要确定显示电路能否正常工作。硬件调试的过程，也是软件调试的过程。然后，要准备好调试的工具。硬件调试需要万用表、示波器等，软件调试一般需要诸如Keil等仿真编辑器。5.1 硬件调试5.1.1 单片机基础电路调试单片机基础电路包括电源、单片机、外部时钟震荡电路、复位电路和外部接口电路。调试过程需要注意以下几点：1. 检查电源是否完好。2. 单片机电源要连接正确，并且保证AT89C51的31号引脚接高电平。AT89C51的31号引脚是外部程序存储器选择信号端，当该引脚为高电平时，单片机会一直从片内程序存储器内取指令。3. 如果使用P0口做I/O口，要接上拉电阻。4. 使用万用表排查电路中是否存在断路或者短路情况。笔者在制作外部接口电路时使用的是排针，焊接时容易出现管脚之间短路，所以在上电以前必须先排查电路。5. 编辑一个使一组发光二极管循环点亮的程序并烧录到单片机内，上电运行，检查单片机是否正常工作，复位电路是否正确。5.1.2 DS1302电路调试该电路包含DS1302芯片、主电源、备用电源、晶振等部分。在与单片机连接的过程中需要注意以下几点：1.清楚DS1302与单片机连接的管脚。本设计定义为：DS1302的SCLK连接P1.5，I/O连接P1.6，RST连接P1.7。2.注意电源正负极连接。3.DS1302接32.768KHz的晶振。该晶振体型比较小，在焊接时要小心，注意不要将晶振引脚弄断。同时也要尽量使晶振离DS1302的X1、X2引脚近距离焊接。4.编写DS1302的时钟/日历程序，只要求能够正确显示时间。烧录进单片机，检查电路电源正负极连接是否正确，检查P1.0和P1.1引脚接线是否正确。检查无误后可以上电检查。5.2 软件调试在硬件调试完毕的基础上，需要进一步完善程序，也就是进入软件调试阶段。在本设计中，软件调试主要分三大部分：实时时钟日历子程序调试、环境温度采集子程序调试、按键子程序调试。将这三部分调试成功，那么整个设计的软件部分也就基本完成了。在硬件调试部分，已经将实时时钟日历子程序调试完毕了，只需在主程序中调用按键子程序即可.5.3 实物结果分析这个是整体实物图，图中是开发板做的，有单片机，DS1302,1602。按下启动键，液晶显示屏上显示程序预定的日期、时间 当时间到达程序设定的时间7：30时，液晶上显示提示事件“开会”的缩写“KH”，并且蜂鸣器发声。 当时间到达程序设定的时间12：30时，液晶上显示提示事件“吃饭”的缩写“CF”，并蜂鸣器发声。同上，14：30显示提示事件并发声。 在正常的显示时间下，按下K1键调节日期时间，K2为加一键，K3为减一键。结 论本设计已经通过调试，实现了时间日历显示和校对、闹铃、事件提示等功能。本设计采用51单片机C语言进行编程，当然也可以应用汇编语言编程。由于能力有限，提供的程序还可以进一步优化，并且还可以根据需求为电子时钟增设新功能，比如：事件提示可设具体的哪天或哪几天、阴阳历转换、温湿度检测等。温湿度检测可以在原有的电子钟加上检测温湿度的芯片，然后由液晶显示出来；事件提示具体就如同手机记事本功能一样设定闹钟的时候不单单只设定时间，日期也要设定，或者设定星期。这样就能达到具体哪一天或者每年的那一天每月的那一天每周的那一天。 本设计还有很多不足，比如：只能通过程序调节闹铃时间，不能通过按键来调整。由于用蜂鸣器来实现闹铃提示的所以只有一种提示音，1602液晶显示没有汉字库，所以也只能显示事件的缩写。参考文献1. 张萌，和湘，姜彬编著. 单片机应用系统开发综合实例M，北京：清华大学出版社，2007年2. 高俊丽；电子钟逻辑电路设计讨论；通化师院学报J；1998年5月3. 张大明编著. 单片机控制实训指导及综合实用实例，机械工业出版社M，2007年4. 龚运新编著. 单片机C语言开发技术，北京；清华大学出版社M2006年5. 冯育长. 单片机系统设计与实例分析M，西安：西安电子科技大学出版社，2007年5月6.李及，赵利民.MCS-51系列单片机原理与应用M.长春:吉林科学技术社，1995年7. 何力民. 单片机应用技术选编5M，北京：北京航空航天大学出版社1997年8. 潘永雄. 新编单片机原理与应用M，西安：西安电子科技大学出版社，2003年9. 万胜前. 基于KeilC51软件的电子钟设计与制作J，鄂州大学学报，2007年第2期10. 蒋敏. 单片微机万年历设计J，职大学报，2000年第2期11. 彭小军. 用单片机实现电子时钟J.新余高专学报，2004年4月12. 张迎新. 单片微型计算机原理、应用及接口技术（第二版）M，北京：国防工业出版社，2005年13. 戴佳，戴卫恒. 51单片机C语言应用程序设计实例精讲M，北京：电子工业出版社，2006年14. 付家才. 单片机控制工程实践技术M，北京：化学工业出版社，2004年15.刘军等.单片机原理与接口技术M，上海：华东理工大学出版社，2006年16. 何书森等. 用电子线路设计速成M，福州：福建科学技术出版社，2005年17. 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