数字电路毕业设计

物理与电子科学系毕业论文设计数字时钟学生姓名罗群专业名称嵌入式系统工程系班级2011级学号20113095指导教师晏勇阿坝师范高等专科学校物理与电子科学系二O一四年四月2摘要加入世贸组织以后，中国会面临激烈的竞争。这种竞争将是一场科技实力、管理水平和人才素质的较量，风险和机遇共存，同时电子产品的研发日新月异，不仅是在通信技术方面数字化取代于模拟信号，就连我们的日常生活也进于让数字化取缔，说明数字时代已经到来，而且渗透于我们生活的方方面面。就拿我们生活的实例来说明一下“数字”给我们带来的便捷。下面我们就以数字钟为例简单介绍一下。数字钟我们听到这几个字，第一反应就是我们所说的数字，不错数字钟就是以数字显示取代模拟表盘的钟表，在显示上它用数字反应出此时的时间，相比模拟钟能给人一种一目了然的感觉，不仅如此它还能同时显示时、分、秒。而且能对时、分、秒准确校时，这是普通钟所不及的。与此同时数字钟还能准确定时，在你所规定的时间里准确无误的想你发出报时声音，提醒你在此时所需要去做的事。与旧式钟表相比它更适用于现代人的生活。在毕业之际恰好遇上学校的毕业课题电子时钟设计毕业论文。因而在所学专业的基础上做了以下毕业设计。希望给大家带来方便的同时，使自己对所学专业有进一步的了解关键词数字时钟单片机DS1302芯片软件3目录前言11设计方案211方案的选择212设计要求22硬件系统设计321系统概述322硬件设计3221单片机主控电路（AT89C51）3222时钟计时设计（DS1302）6223液晶显示器设计（LCD1602）9224晶振电路10225键盘电路10226闹钟电路103系统程序设计1131时间程序设计1132时间调节程序设计1133闹钟程序设计134系统测试及结果145结论146参考文献157后记15附录1数字时钟设计电路原理图16附录2主程序161前言传统时钟主要是机械式转动，有指针显示时间，往往存在计时误差，不能满足人们对时间计量的精度要求，与现代计数发展不相符。随着科技的进步，以单片机为主要功能模块，采用LCD输出显示时间，用按钮做开关，软件及时、调试，辅助必要的电路，实现高效、准确的电子时钟系统代替的传统时钟。单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视与关注，应用很广、发展迅速。单片机具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易的优点。已经广泛的应用与工业自动化控制、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等领域。在单片机领域中应用最多的是51系列。用LCD1602设计的可调式电子时钟是以AT89C51为核心，辅以必要的电路而设计的。数字电子时钟设计与制作可采用数字电路实现，也可以采用单片机实现，若用数字电路完成，所设计的电路相当的复杂，需要十几片数字集成块，其功能也主要依赖与数字电路的各功能模块的组合来实现，焊接的过程也比较复杂，成本也非常高。若用单片机来设计制作完成，由于计数器功能实现主要通过软件呢编程来实现。降低了硬件电路的复杂性，而且成本也有所降低，所以在设计与制作数字时钟时我们采用单片机AT89C51，它是低功耗。高性能的单片机。片内带有FLASH存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。液晶显示器LCD具有低功耗、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只能用语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。电子时钟用集成电路计时，译码代替机械式转动，用LCD显示器代替指针显示，减小了计时误差，该数字时钟具有时、分、秒、年、月、日显示时间功能，还可以进行年、月、日、时和分的校对。相对传统的电子时钟，数字电子时钟克服了电子时钟计时不精确的缺陷，加上调节方便，受到广大消费者的喜爱。21设计方案11方案的选择由于电子万年历的种类比较多，因此方案选择在设计中是至关重要的。正确地选择方案可以减小开发难度，缩短开发周期，降低成本，更快地将产品推向市场。方案1基于AT89C51单片机的电子万年历设计不使用时钟芯片，而直接用AT89S52单片机来实现电子万年历设计。AT89C51是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦写1000余次。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。若采用单片机计时，利用它的一个16位定时器/计数器每50MS产生一个中断信号，中断20次后产生一个秒信号，然后根据时间进制关系依次向分、时、日、星期、月、年进位。这样就实现了直接用单片机来实现电子万年历设计。用单片机来实现电子万年历设计，无须外接其他芯片，充分利用了单片机的资源。但是精度不够高，误差较大，掉电后丢失所有数据，软件编程较复杂。方案2基于DS1302的电子万年历设计在以单片机为核心构成的装置中，经常需要一个实时的时钟和日历，以便对一些实时发生事件记录时给予时标，实时时钟芯片便可起到这一作用。过去多用并行接口的时钟芯片，如MC146818,DS12887等。它们已能完全满足单片机系统对实时时钟的要求，但是这些芯片与单片机接口复杂、占用地址,数据总线接线多、芯片体积大占用空间多、近年来串行接口的各种芯片在单片机系统中应用愈来愈多，串行接口的实时时钟芯片也出现了不少，DS1302是一个综合性能较好且价格便宜的串行接口实时时钟芯片。利用单片机进行控制，采用DS1302作为实时时钟芯片，其三线接口SCLK、I/O、/RST与单片机进行同步通信，外加掉电存储电路、显示电路、键盘电路，即构成一个基本的电子万年历系统，若还要添加其他功能，在这基础上外扩电路即可。由于在系统设计时，需要考虑以下几点因素功耗低、精确度高、软件编程较简单，芯片的体积小、芯片成本低等，而DS1302芯片有上面所述的诸多优点，所以本设计采用方案2。12设计要求（1）LCD1602显示时，分，秒，年，月，日；（2）设置按键调整功能，能够校准时间和设置闹铃时间；3（3）设置闹钟功能。2硬件系统设计21系统概述按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、键盘模块、显示模块、闹铃模块、晶振模块和复位电路共7个模块组成，电路系统构成框图如图11所示。主控芯片使用51系列AT89C51单片机，时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片DS1302。DS1302作为主要计时芯片，可以做到计时准确。更重要的是，DS1302可以在很小电流的后备（2555V电源，在25V时耗电小于300NA）下继续计时，并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电，可以保证后备电源基本不耗电。图21系统框图22硬件设计221单片机主控电路（AT89C51）AT89C51是一种低功耗、高性能COMS8位微处理器，内部自带2K字节可编程FLASH存储器，AT89C2051构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。（1）AT89C51具有下列主要性能8KB可改编程序FLASH存储器（可经受1000次的写入/擦除周期）全静态工作0HZ24MHZ三级程序存储器保密1288字节内部RAM32条可编程I/O线2个16位定时器/计数器6个中断源可编程串行通道主控模块时钟模块键盘模块显示模块闹铃模块复位电路晶振模块4片内时钟振荡器（2）AT89C51的引脚及功能AT89S52单片机的管脚说明如图22所示。图22AT89C51的管脚21主要电源引脚VCC电源端GND接地端22外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是构成片内振荡器的反相放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，既把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。XTAL2接外部晶体的另一个引脚。在单片机内部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，此引脚应悬浮不连接。23控制或与其它电源复用引脚RST、ALE/PROG、/PSEN和/EA/VPPRST复位输入端。当振荡器运行时，在该引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG当访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率（此频率为振荡器频率的51/6）周期性地出现正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。然而要注意的是每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。在对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（/PROG）。/PSEN程序存储允许（/PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号。当AT89S52/LV52由外部程序存储器取指令（或常数）时，每个机器周期两次/PSEN有效（既输出2个脉冲）。但在此期间内，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP外部访问允许端。要使CPU只访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），则/EA端必须保持低电平（接到GND端）。当/EA端保持高电平（接VSS端）时，CPU则执行内部程序存储器中的程序。24输入/输出引脚P00P07、P10P17、P20P27和P30P37P0端口（P00P07）P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口。作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。P1端口（P10P17）P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。作输入口时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。P2端口（P20P27）P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P2作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。P3端口（P30P37）P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流，这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能，这些特殊功能见表21。表21P3端口的特殊功能端口引脚兼用功能P30RXD（串行输入口）P31TXD（串行输出口）P32/INT0（外部中断0）P33/INT1（外部中断1）P34T0（定时器0的外部输入）6P35T1（定时器1的外部输入）P36/WR（外部数据存储器写选通）P37/RD（外部数据存储器读选通）222时钟计时设计（DS1302）低功耗时钟芯片DS1302可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析以及对异常数据出现的原因的查找有重要意义。采用DS1302作为记录测控系统中的数据记录，其软硬件设计简单，时间记录准确，既避免了连续记录的大工作量，又避免了定时记录的盲目性，给连续长时间的测量、控制系统的正常运行及检查都来了很大的方便，可广泛应用于长时间连续的测控系统中。在测量控制系统中，特别是长时间无人职守的测控系统中，经常需要记录某些具有特殊意义的数据及其出现的时间。记录及分析这些特殊意义的数据，对测控系统的性能分析及正常运行具有重要的意义。传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此只能记录数据而无法准确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且某些测控系统可能不允许。而在系统中采用DS1302则能很好地解决这个问题。（1）DS1302的性能特性实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数；用于高速数据暂存的318位RAM；最少引脚的串行I/O；2555V电压工作范围；25V时耗电小于300NA；用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方式；简单的3线接口；可选的慢速充电（至VCC1）的能力。DS1302时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM。它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。对于小于31天的月和月末的日期自动进行调整，还包括闰年校正的功能。时钟的运行可以采用24H或带AM（上午）/PM（下午）的12H格式。采用三线接口与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或RAM数据。DS1302有主电源/后备电7源双电源引脚VCC1在单电源与电池供电的系统中提供低电源，并提供低功率的电池备份；VCC2在双电源系统中提供主电源，在这种运用方式中，VCC1连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DS1302由VCC1或VCC2中较大者供电。当VCC2大于VCC102V时，VCC2给DS1302供电；当VCC2小于VCC1时，DS1302由VCC1供电。2DS1302数据操作原理DS1302在任何数据传送时必须先初始化，把RST脚置为高电平，然后把8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在SCLK的上升沿被输入。无论是读周期还是写周期，开始8位指定40个寄存器中哪个被访问到。在开始8个时钟周期，把命令字节装入移位寄存器之后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操作时写入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8，在多字节方式下为8加字节数，最大可达248字节数。图23DS1302管脚图如果在传送过程中置RST为低电平，则会终止本次数据传送，并且I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在VCC25V之前，RST脚必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。DS1302的管脚图如图23所示。表22DS1302引脚功能表引脚号引脚名称功能1VCC2主电源2，3X1，X2振荡源，外接32768HZ晶振4GND地线5RST复位/片选线6I/O串行数据输入/输出端（双向）7SCLK串行数据输入端8VCC1后备电源8DS1302的控制字如图25所示。控制字节的最高有效位（位7）必须是逻辑1；如果它为逻辑0，则不能把数据写入到DS1302中。位6如果为0，则表示存取日历时钟数据；为1表示存取RAM数据。位51（A4A0）指示操作单元的地址。最低有效位（位0）如为0，表示要进行写操作；为1表示进行读操作。控制字节总是从最低位开始输入/输出。图25控制字节的含义为了提高对32个地址的寻址能力（地址/命令位15逻辑1），可以把时钟/日历或RAM寄存器规定为多字节（BURST）方式。位6规定时钟或RAM，而位0规定读或写。在时钟/日历寄存器中的地址931或RAM寄存器中的地址31不能存储数据。在多字节方式中，读或写从地址0的位0开始。必须按数据传送的次序写最先的8个寄存器。但是，当以多字节方式写RAM时，为了传送数据不必写所有31字节。不管是否写了全部31字节，所写的每一字节都将传送至RAM。数据读写程序如图26所示。图26数据读写程序DS1302共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式，其日历、时间寄存器及其控制字见表23，其中奇数为读操作，偶数为写操作。表23DS1302的日历、时钟寄存器及其控制字命令字各位内容寄存器名写操作读操作取值范围76543210秒寄存器80H81H0059CH10SECSECSCLKSCLKKI/O500070001300050007000200010000240006000000040006000R/CA2A3A0A1R/WA41DATAI/OBYTEDATAI/OBYTERST765432101RAMCKA4A3A2A1A0RAMK9分钟寄存器82H83H0059010MINMIN小时寄存器84H85H0112或002312/24010APHRHR日期寄存器86H87H0128,29,30,310010DATEDATE月份寄存器88H89H0112000IOMMONTH周日寄存器8AH8BH010700000DAY年份寄存器8CH8DH009910YEARYEAR时钟暂停秒寄存器的位7定义位时钟暂停位。当它为1时，DS1302停止振荡，进入低功耗的备份方式。通常在对DS1302进行写操作时（如进入时钟调整程序），停止振荡。当它为0时，时钟将开始启动。AMPM/1224小时方式小时寄存器的位7定义为12或24小时方式选择位。它为高电平时，选择12小时方式。在此方式下，位5是AM/PM位，此位是高电平时表示PM，低电平表示AM，在24小时方式下，位5为第二个10小时位（2023H）。223液晶显示器设计（LCD1602）液晶显示器LCD1602是利用物理特性，通过电压对器显示区域控制，有电就有显示，这样既可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。LCD芯片及引脚如图27所示图27LCD芯片VDD逻辑电源正GNDVSS逻辑电源地10VOVEELCD驱动电源RESET复位端,对于68系列MPU上升沿LH复位，且复位后电平须保持为高电（H）；对于80系列MPU下降沿HL复位，且复位后电平须保持为低电平（L）。E1读写使能。对于68系列MPU，连接使能信号引脚，高电平有效；对于80系列MPU，连接/RD引脚，低电平有效。E2同E1引脚。/RD读允许，低电平有效。/WR写允许，低电平有效。R/W读写选择，对于68系列MPU，高电平时读数据，低电平时写数据；对于80系列MPU，低电平时允许数据传输，上升沿时锁定数据。A0数据/指令选择高电平数据D0D7将送入显示RAM；低电平数据D0D7将送入指令执行器执行。D0D7数据输入输出引脚。224晶振电路单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容，中间再接一个12MHZ的晶振，形成单片机的晶振电路如图28所示图28晶振电路225键盘电路按键电路用来控制LCD12232液晶屏的显示内容。电路图如图29所示图29控制电路本设计共采用按键3个，分别与单片机的P30、P31、P32口相连，分别是模式设置，减少和增加的功能。在模式设置中，可调节按此按钮，配合减少、增加功能键分别对日期，时间和闹钟的进行设置。在设置过程中，显示器会对应显示调节的项目，11分别是“YEAR、MONTH、DAY、HOUR、MINE、SEC、AHOUR、AMIN、ASEC”。其中，“AHOUR、AMIN、ASEC”分别是对闹钟的时分秒的设置。226闹钟电路随着闹铃时间的设定，当实时时间到达闹钟的时间时，P36会输出一组方波，如图312，当P36输出一个高电平时，使三极管导通，喇叭会发出蜂鸣声，当P36输出为低电平时，三极管不导通喇叭不发声。所以，整个闹钟输出为一组滴滴声。闹铃电路如图210所示图210闹钟电路3系统程序设计31时间程序设计因为使用了时钟芯片DS1302，时间程序只需从DS1302各寄存器中读出年、周、月、日、小时、分、秒等数据，再处理即可。在首次对DS1302进行操作之前，必须对它进行初始化，然后从DS1302中读出数据，再经过处理后，送给显示缓冲单元。时间程序流程图见图31所示。开始初始化单片机1302开始振荡初始化DS1302从1302中读出年、周、月、日、小时、分、秒送入LCD显示12图31时间程序流程图32时间调节程序设计调整时间用三个调整按钮，分别定义为模式选择，减少，增加按钮。在调整时间过程中，首先要调节模式设置按钮，在显示屏上会显示对应的要调试的英文名称。例如，要调节月份，先调节模式设置按钮，直到屏幕上TEST行上显示MONTH，此时就可以调节减少和增加按钮，对其进行调试。时间调整程序流程图如图32所示。控制键有效，进入月调整程序控制键有效，进入秒调整程序控制键有效，进入分调整程序控制键有效，进入年调整程序等待按键程序加/减键有效年加/减1控制键有效，进入日调整程序控制键有效，进入时调整程序等待按键程序加/减键有效月加/减1等待按键程序加/减键有效日加/减1等待按键程序加/减键有效秒加/减1等待按键程序加/减键有效小时加/减1等待按键程序加/减键有效分加/减1控制键有效，跳出时间调整程序，进入主循环程序13图32时间调整程序时序图1433闹钟程序设计闹钟程序设计是融合在时间调试之中的，在调节模式设置按钮的时候，会发现显示屏上会出现“AHOUR、AMIN、ASEC”三个字样，这就是对闹钟调试的模式。例如当调节模式至“AHOUR”时，只需调节减少和增加按钮，就能调节闹钟的小时时间。闹钟的调试流程图为33所示。控制键有效，进入小时调整程序等待按键程序加键或减键有效有效小时加1或减1控制键有效，进入分调整程序控制键有效，进入秒调整程序等待按键程序加键或减键有效分加1或减1等待按键程序加键或减键有效秒加1或减1控制键有效，跳出时间调整程序，进入主循环程序15图33闹钟调整程序流程图4系统测试及结果设计完成后，给系统上电，液晶显示屏显示结果如图41所示图41液晶显示屏的显示结果按控制按钮，进入设定调整状态，此时按加或减按钮，即可改变当前数字值。当按一次控制按钮，进入年数值调节模式，现在即可按下加或减按钮来调节年数值，调整完成后，可再次按下控制按钮，调节内容会改变，调节顺序依次为年、月、日，时、分、秒，闹铃时、分、秒，对应的提示显示符分别是YEAR、MONTH、DAY、HOUR、MIN、SEC、AHOUR、,AMIN、ASEC，如图42所示。当全部参数调整完毕后，等待闹钟的时间到来，等到实时时间等于闹钟设定的时间是，系统会发出滴滴声，完成闹钟效果。图42控制调节流程图5结论本设计硬件电路较简单，所用器件较少，电路中使用了AT89C51单片机、DS1302时钟芯片、LCD1602液晶显示器等主要芯片,实现了预计功能。在对芯片的管脚功能和用法有充分的了解后，根据设计要求设计硬件电路，包括单片机控制电路、时钟电路、键盘扫描电路、显示电路和闹铃电路。然后通过软件编程，实现了对年、月、日、时、分、秒的自动调整，用按键进行控制，用液晶模块进行显16示，并具有闹铃功能。实时日历电子钟可以正常显示时间并进行时间调整，基本完成了预期要实现的目标。6参考文献1孙安青编著AT89S51单片机实验及实践教程M2何立明单片机高级教程应用与设计，北京北京航天航空大学出版社，20004，1491733李广弟，朱月秀单片机基础，北京北京航空航天大学出版社，20018，36854楼然苗，李光飞MCS51系列单片机设计实例，北京北京航天航空大学出版社，20013，75835李华单片机原理与接口技术，北京清华大学出版社，33806王伟高性能、低功耗带RAM实时时钟芯片DS1302（上），电子世界第一期,1995，26357赵海兰，朱剑，赵祥伟DS1302实时显示时间的原理与应用J电子技术，2002,168高性能、低功耗带RAM实时时钟芯片DS1302PS武汉力源电子股份有限公司，19993ZYMCUAT89S51DATASHEETS9黄明强DS1302在单片机系统中的应用J保定师范专科学校学报，2004，172510李宏，张家田液晶显示器件应用技术，北京机械工业出版社，2004，1561837后记本论文设计在王维平明老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择到具体的写作过程，无不凝聚着王维平老师的心血和汗水，在我的毕业论文写作期间，王维平老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，没有这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向王维平老师表示深深的感谢和崇高的敬意。在临近毕业之际，我还要借此机会向在这三年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。我还要感谢同组的各位同学，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢。罗群172014年5月2日18附录1数字时钟设计电路原理图附录2主程序INCLUDE/包含单片机寄存器的头文件INCLUDE/包含_NOP_函数定义的头文件/DS1302相关的变量和引脚定义UNSIGNEDCHARCODEDIGIT10“0123456789“/定义字符数组显示数字SBITDATAP36/位定义1302芯片的接口，数据输出端定义在P11引脚SBITRSTP34/位定义1302芯片的接口，复位端口定义在P11引脚SBITSCLKP35/位定义1302芯片的接口，时钟输出端口定义在P11引脚/液晶引脚定义SBITRSP20/寄存器选择位，将RS位定义为P20引脚SBITRWP21/读写选择位，将RW位定义为P21引脚SBITEP22/使能信号位，将E位定义为P22引脚SBITBFP07/忙碌标志位，将BF位定义为P07引脚SBITTIMEADDSETP30SBITTIMEDECSETP31SBITTIMEMODSETP32SBITALARMP33/位定义51单片机的接口，闹钟输出19UNSIGNEDINTTIMEMOD0UNSIGNEDINTI0/日历结构体包括年、月、日、小时、分、秒/TYPEDEFSTRUCTSYSTEMTIMEUNSIGNEDCHARSECONDUNSIGNEDCHARMINUTEUNSIGNEDCHARHOURUNSIGNEDCHARDAYUNSIGNEDCHARMONTHUNSIGNEDCHARYEAR/UNSIGNEDCHARWEEKSYSTEMTIME/定义的时间类型SYSTEMTIMECURRENTTIMEUNSIGNEDCHARALARMHOUR10,ALARMMINUTE19,ALARMSECOND9/分别储存苗、分、小时，日，月，年/函数功能延时若干微秒入口参数N/VOIDDELAYNUSUNSIGNEDCHARNUNSIGNEDCHARIFORI0I1/将DAT的各数据位右移1位，准备写入下一个数据位/函数功能根据命令字，向1302写一个字节数据入口参数CMD，储存命令字；DAT，储存待写的数据/VOIDWRITESET1302UNSIGNEDCHARCMD,UNSIGNEDCHARDATRST0/禁止数据传递SCLK0/确保写数居前SCLK被拉低RST1/启动数据传输DELAYNUS2/稍微等待，使硬件做好准备WRITE1302CMD/写入命令字WRITE1302DAT/写数据21SCLK1/将时钟电平置于已知状态RST0/禁止数据传递/函数功能从1302读一个字节数据入口参数X/UNSIGNEDCHARREAD1302VOIDUNSIGNEDCHARI,DATDELAYNUS2/稍微等待，使硬件做好准备FORI0I1/将DAT的各数据位右移1位，因为先读出的是字节的最低位IFDATA1/如果读出的数据是1DAT|0X80/将1取出，写在DAT的最高位SCLK1/将SCLK置于高电平，为下降沿读出DELAYNUS2/稍微等待SCLK0/拉低SCLK，形成脉冲下降沿DELAYNUS2/稍微等待RETURNDAT/将读出的数据返回/函数功能根据命令字，从1302读取一个字节数据入口参数CMD/UNSIGNEDCHARREADSET1302UNSIGNEDCHARCMD22UNSIGNEDCHARDATRST0/拉低RSTSCLK0/确保写数居前SCLK被拉低RST1/启动数据传输WRITE1302CMD/写入命令字DATREAD1302/读出数据SCLK1/将时钟电平置于已知状态RST0/禁止数据传递RETURNDAT/将读出的数据返回/函数功能1302进行初始化设置/VOIDINIT_DS1302VOIDWRITESET13020X8E,0X00/根据写状态寄存器命令字，写入不保护指令WRITESET13020X80,0X00/根据写秒寄存器命令字，写入秒的初始值WRITESET13020X82,0X18/根据写分寄存器命令字，写入分的初始值WRITESET13020X84,0X10/根据写小时寄存器命令字，写入小时的初始值WRITESET13020X86,0X6/根据写日寄存器命令字，写入日的初始值WRITESET13020X88,0X11/根据写月寄存器命令字，写入月的初始值WRITESET13020X8C,0X13/根据写小时寄存器命令字，写入小时的初始值/函数功能延时1MS3J2I3332101010微秒，可以认为是1毫秒/VOIDDELAY1MS23UNSIGNEDCHARI,JFORI0I1CURRENTTIMEMONTHELSECURRENTTIMEMONTH12WRITESET13020X88,CURRENTTIMEMONTH/101CURRENTTIMEDAYELSECURRENTTIMEDAY31WRITESET13020X86,CURRENTTIMEDAY/100CURRENTTIMEHOURELSECURRENTTIMEHOUR23WRITESET13020X84,CURRENTTIMEHOUR/100CURRENTTIMEMINUTEELSECURRENTTIMEMINUTE59WRITESET13020X82,CURRENTTIMEMINUTE/100CURRENTTIMESECONDELSECURRENTTIMESECOND59WRITESET13020X80,CURRENTTIMESECOND/100ALARMHOURELSEALARMHOUR23BREAKCASE8IFALARMMINUTE0ALARMMINUTEELSEALARMMINUTE59BREAKCASE9IFALARMSECOND038ALARMSECONDELSEALARMSECOND59BREAKVOIDDISPLAYTIMEUNSIGNEDCHARSECOND,MINUTE,HOUR,DAY,MONTH,YEAR/分别储存苗、分、小时，日，月，年UNSIGNEDCHARREADVALUE/储存从1302读取的数据WRITEADDRESS0X00WRITEDATAWRITEADDRESS0X01/写DATE的显示地址,将在第1行第2列开始显示WRITEDATAD/将字符常量写入LCDWRITEADDRESS0X02WRITEDATAA/将字符常量写入LCDWRITEADDRESS0X03WRITEDATAT/将字符常量写入LCDWRITEADDRESS0X04WRITEDATAE/将字符常量写入LCDWRITEADDRESS0X05WRITEDATA/将字符常量写入LCDWRITEADDRESS0X08/写年月分隔符的显示地址，显示在第1行第9列WRITEDATA/将字符常量写入LCDWRITEADDRESS0X0B/写月日分隔符的显示地址，显示在第1行第12列WRITEDATA/将字符常量写入LCDWRITEADDRESS0