单片机数字钟实习报告

1、目 录第1章 绪 论11.1 课题背景11.2 课题介绍1第2章 各功能模块电路与分析32.1 at89s52单片机模块32.2 电源模块42.3 时钟芯片模块42.4 无线遥控模块62.5 按键模块82.6 显示模块9 2. 7显示模块 9第3章 软件设计与流程103.1 主流程图103.2 遥控按键处理程序流程图11第4章 实物展示总 结12参考文献13第1章 绪 论1.1 课题背景时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出

2、新型时钟。现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用led显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。目前单片机应用于各个领域，其应用于仪器仪表中显得更为优越。以单片机制成的电子时钟具有计时准确，功耗低的优点。从而得到了各界领域的广泛应用。单片机正处在微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速，强运算能力，寻址范围大以及小型廉价方面发展。单片

3、机的发展推动了应用系统的发展，应用系统的发展又反过来对单片机提出了更高要求，从而促进单片机的发展。单片机正向着功能更强，速度更快，功耗更低，辐射更小的方向发展。随着集成度的不断提高，把众多的外围功能器件集成在片内已经具备了充分的条件。这也是单片机以后发展的重要趋势。除了一般必须具有的rom、ram、定时器/计数器、中断系统外，随着单片机档次的提高，以适应检测、控制功能更高的要求，片内集成的器件通常还有电源监控与复位电路、wdt、a/d转换器、dma控制器、中断控制器、锁相器、频率合成器、字符发生器、声音发生器、crt控制器、译码驱动器等1.2 课题介绍时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，

4、是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：ds1302，ds12887，x1203等都可以满足高精度的要求。 本系统(实现框图见图1)采基于stc单片机为主控芯片 ，配以ds1302时钟芯片，液晶显示、以

5、及语音报时构成的多功能遥控数字钟。这种多功能数字钟具有以下功能：使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒，无线遥控功能，通过无线遥控器发送指令给数字时钟，能语音播报当前时间。设计这样的数字钟，目的就是为了设定所需时间，同时以实现非接触调时，这在生活当中给我们带来了许多的方便。设计时充分考虑了电子技术的发展，在低功耗、高性能、高科技含量、低成本等方面也有较多的考虑，目的是使本产品物美价廉。电源模块红外接收头ds1302时钟芯片 stc单片机语音模块报时 lcd1602液晶显示独立按键 图1 多功能遥控数字钟实现框图第2章 各功能模块电路与分析2.1 stc单片机模块 单片机模块（见图2）是整个硬

6、件系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是秒表信号产生系统，其单片机at89s52的最小系统如下。 stc89c52单片机的工作电压范围：3.3v5.5v， 所以通常给单片机外接5v直流电源。连接方式为如下图。图2 单片机最小系统图2.2 电源模块日常用到的都是220v的交流电源，所以，需要用变压器将其转换为线路设计中所用到的直流电源。此转换后的直流电源为+12v,而线路设计中许多芯片所用到的电压为+5v,因此,还需有12v到5v的转换电路。此转换采用7805（三端稳压器）来完成，转换图如下：7805vin=12vvout=5v470uf 470uf 104pf 图3 电压转换电路当vin

7、>5v时，vout端可得到稳定的5v电压。图中，104pf电容的作用是去高频干扰；2.3 时钟芯片模块时钟芯片ds1302ds1302是美国 dallas 公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，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，一个月小与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

8、背电源进行涓细电流充电的能力。 1各引脚的功能为：vcc1： 主电源； vcc2：备份电源。当 vcc2>vcc1+0.2v 时，由 vcc2向 ds1302供电，当 vcc2< vcc1时，由 vcc1向 ds1302供电。sclk： 串行时钟，输入，控制数据的输入与输出；i/o： 三线接口时的双向数据线；ce： 输入信号，在读、写数据期间，必须为高。该引脚有两个功能：第一，ce开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，ce提供结束单字节或多字节数据传输的方法。2.ds1302有下列几组寄存器：（1）ds1302有关日历、时间的寄存器共有12个，其中有7个寄存器(读时81h-8f

9、h，写时80h-8eh)。放的数据格式为 bcd 码形式， 如图所示。 ds1302寄存器ds1302有关日历、时间的寄存器： 小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义 ds1302是运行于12小时 模式还是24小时模式。当为高时，选择12小时模式。在12小时模式时，位5是上下午控制，当为1时，表示 pm。在24小时模式时，位5是第二个10小时位。秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（ch）。当该 位置为1时，时钟振荡器停止，ds1302处于低功耗状态；当该位置为0时，时钟开始运行。控制寄存器（8fh、8eh）的位7是写保护位（wp），其它7位均置为0。在任何的对时钟和 ram

10、 的写操作之前，wp 位必须为0。当wp 位为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。（2）ds1302有关的ram的地址ds1302中附加31字节静态ram的地址如图所示。读地址写地址数据范围c1hc0h00-ffhc3hc2h00-ffhc5hc4h00-ffhfdhfch00-ffh（3）ds1302的工作模式寄存器所谓突发模式是指一次传送多个字节的时钟信号和ram数据。突发模式寄存器如图所示。工作模式寄存器读寄存器写寄存器时钟突发模式寄存器clock burstbfhbehram突发模式寄存器ram burstffhfeh2.4 无线遥控模块4路解码接收模块脚位及使用说明： 脚位名称功

11、能说明1d3数据输出2d2数据输出3d1数据输出4d0数据输出5gnd电源负极6vt输出状态指示 75v 电源正极8ant接天线端 接收模块一共有八个外部接口，上面脚位说明顺序是排针向下，从左到右顺序（天线孔在最右端）。 使用前要接上50欧姆1/4波长的天线，并且天线应该是直的，以达到最佳的接收效果。 备注vcc电压要与模块工作电压一致，且要做好电源滤波；天线对模块的接收效果影响很大，最好接1/4波长的天线，一般采用50欧姆单芯导线，天线的长度约为23cm；天线位置对模块接收效果亦有影响，安装时，天线尽可能伸直，远离屏蔽体，高压，及干扰源的地方； 使用时接收频率、解码方式应与发射匹配。 2.5

12、 按键模块 按键模块(见图8)的开关状态通过一定的电路转换为高、低电平状态。按键闭合过程在相应的i/o端口形成一个负脉冲。闭合和释放过程都要经过一定的过程才能达到稳定，这一过程是处于高、低电平之间的一种不稳定状态，称为抖动。抖动持续时间的常长短与开关的机械特性有关，一般在5-10ms之间。为了避免cpu多次处理按键的一次闭合，应采用措施消除抖动。本文采用的是独立式按键，直接用i/o口线构成单个按键电路，每个按键占用一条i/o口线，每个按键的工作状态不会产生互相影响。图8 按键模块电路图 p1.0口表示功能移位键，按键选择要调整的时十位、时个位、分十位或分个位。 p1.1口表示数字“+“键，按一

13、下则对应的数字加1。 p1.2口表示数字“-”键，按一下则对应的数字减1。p1.3口表示时间表的切换，程序默认为日常时间表，当按下该开关，使输入为低电平时，表示当前执行的是定时时间表。再按键，使键抬起，输入维高电平时，表示当前执行的是日常作息时间表。2.6 显示模块 显示模块(见图)在红外通信过程中，数码管显示会闪一下，因为红外通信的时序要求比较严格，不能简单的用显示程序来代替汇编延时程序。这样有可能使红外通信错误。解决方案为用液晶显示，能很好的解决此问题。 采用lcd显示，lcd显示具有丰富多样性，灵活性，电路简单、易于控制而且功耗小，对于信息量多的系统，是比较适合的,lcd液晶显示模块采用

14、lcd1602型号，具有很低的功耗，正常工作室电流仅2.0ma/5.0v。通过编程实现总动关闭屏幕能够更有效地降低功耗。lcd1602分两行显示，每行可现实多达16个字符，其内部的字符发生器已经存储了160个不同的点阵字符图形，通过内部指令可实现对其显示多样的控制。 2.7 语音模块语音芯片管脚图：单片机控制语音芯片电路图：控制原理说明：此控制方式是采用了模拟串行的控制方式。如需要播放第几个地址的内容就发送几个脉冲（大于0.2ms即可，建议采用1ms左右，下同）的原理，可以快速的控制多达32段地址的任意组合。模拟串行工作时各io的作用：busy：芯片工作时（播放声音），输出低电平，停止工作或者

15、待机是，保持高电平；data：接受控制脉冲的脚位。收到几个脉冲，就播放第几个地址的内容；rst：任何时候，收到高电平，都可以使芯片的播放指针归零（就是是data的脚位恢复到初始状态），同时即刻使芯片停止，进入待机状态；第3章 软件设计与流程3.1 主流程图 开始显示ds1302初始化按键值处理程序中断初始化有键按下？遥控键按下？遥控按键处理程序nyy说明：在ds1302初始化时，先读取ds1302中是否有电，如果有，就无需初始化，以保持上次时间3.2 遥控按键处理程序流程图扫描 功能响应遥控键按下？返回yn说明：开始时初始化所有数据，然后扫描看是否有按键按下，若有，则判断是哪个功能键在动作，进

16、行相应的操作，操作完成后，判断确认键是否动作，若是，则返回，若否，则继续执行。直到确认键作用。第4章 实物展示总 结 基于stc89c52单片机多功能遥控数字系统理论上能很好的达到了学校教学要求，同时也发挥了单片机在智能化方面的应用,是一个理想的智能化的设计。它具有一个精确的实时时钟，也可以任意设置时间，可以控制时间表的转换，时钟的显示功能等。可以通过按键操作和液晶显示。并通过语音模块实现报时。该系统规模小，但是功能较多，操作简单，造价低，应用非常广泛。该系统的设计为向家庭数字化方向发展又前进了一步。同时又扩大了单片机的应用领域。可见技术在不断进步，机械式时钟已经被淘汰，取而代之的是具有高度准

17、确性和直观性且无机械装置，具有更长的使用寿命等优点的数字时钟。数字时钟更具人性化，更能提高人们的生活质量，更受人们欢迎。 毕业之前的这个设计锻炼了我们的动手能力，激发了我们的创新思维，培养了我们勇于面对困难克服困难的坚强意志和不懈的精神，使我们又一次体味到团队的力量和合作的重要性;更重要的是使我们深深的体会到理论结合实际的重要性，体会到知识的海洋是无穷无尽，激发我们去追求。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。 最后还要感谢从做毕业设计这段时间以来段老师对我们的细心耐心的指导与讲解。让我们学到了好多课本上学不到的东西。在此表示感谢！参考文献1 范立南.单片微机接口与控制技术.沈阳：辽宁大学出版社,1996.2 张友德.单片微型机原理、应用与实践.上海：复旦大学出版社,1992.3 李华.单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社,1993.4 何希庆,高伟.单片机原理、实验、实例m.山东:山东大学出版社,1989.5 张毅刚,彭喜源.单片机应用设计m.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,1997.6 胡汉才.单