基于ds1302的数字钟设计_课程设计说明书(编辑修改稿)

基于ds1302的数字钟设计_课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

3 根控制线，这样给使用带来很大的方便，节约单片机 I/O口。 但是市场上一块 LCD1602 的价格要 15元左右，比数码管贵很多。 方案三：功能强大、可以显示中文文字的 LCD12864 液晶显示器，其价格贵，体积大，控制比数码管稍微复杂点，但是使用也是很方便的。 在控制使用上，需要 8根数据线和 3根控制线，其余的 PSB、 RST 和 BLA直接与 VCC相连接。 但是在本设计中使用它的性价比不高，体积大，占用覆铜板面积大，而且笨拙。 综上所述，在 LCD液晶显示模块上，选择方案一中的 LED数码管作为本设计的显示模块。 显示时间 年、月、日、周、日、时、分、秒。 基于 DS1302 的数字钟设计 键盘模块选择 方案一：采用普通四位按键模式，通过点阵显示器索显示的信息对系统进行控制，方便 快捷，易于实现。 方案二：采用 44 矩阵键盘，其优点是按键数目较多，方便数据输入，但需要单片机对其进行动态扫描，耗电量较高，编程较难。 考虑到本系统输入信息较少，我们选用普通四位键盘作为本系统键盘模块。 方案一：采用三节 ，价格便宜，方便易购，但它稳定性不高。 方案二：采用 L7805 稳压电路，该电路具有外接元件少，使用方便，性能稳定，价格低廉等优点。 考虑到本系统采用的主控芯片 STC89C52 单片机， 其工作电压范围相对较窄，为 ～ 时钟芯片 DS1302 有 很宽 的 工作电压范围，其工作电压为 ～ ,三节 ,不稳定，无法长时间提空稳定电压，所以我们选择 L7805 稳压电路作为本系统的电源模块。 最终选择方案 经过方案比较和论证，选择 STC89C52 作为主控芯片，时钟芯片选择 DS1302，显示模块用 LED数码管，用四个独立式键盘 ,L7805 稳压模块。 最后选择的方案系统结构图如图 23 所示： 主控芯片S T C 8 9 C 5 2按 键 模 块时 钟 模 块电 源 模 块显 示 模 块音 响 模 块晶 振电 源 指 示 图 23 系统结构图 信息与控制工程学院硬件课程设计说明书 第 3 章 基于 DS1302 的数字钟设计系统硬件设计 该设计的硬件电路由主控部分 (单片机 STC89C52)、时钟部 分（实时时钟芯片 DS1302）、显示部分（ LED 数码管）、按键部分（独立式键盘）、音响部分（直流蜂鸣器）、电源部分（ L7805稳压芯片） 6 个部分组成。 各部分之间相互协作，构成一个统一的有机整体，实现数字时钟的功能。 各部分的硬件电路设计如下： STC89C52 单片机 STC89C52 单片机 STC89C52 单片机是一种带 8K 字节闪烁可编程可檫除只读存储器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能 COMOS8 的微处理器，俗称单片机。 该 器件采用 CMOS 工艺和高密度、非易失性存储器（ NURAM）技术制造， ，与工业标准的MCS51 指令集和输出管脚相兼容。 STC89C52 是美国 ATMEL 公司生产的低功耗，高性能 CMOS 8位单片机，片内含 4k bytes 的可系统编程的 Flash 只读程序存储器 允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。 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 STC89C52 是一种高效微控制器， STC89C52 是它的一种精简版本。 STC89C52 单片机为很多 嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案 ,可提供许多高性价比的应用场介，可灵活应用于各种控制领域。 STC89C52 具有如下特点： 40 个引脚， 4k Bytes Flash 片内程序存储器， 128 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM）， 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）口， 5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断， 2个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口，看门狗（ WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，STC89C52 设计和配置了振荡频率可为 0Hz并可通过软件设置省电模式。 空闲模式下， CPU暂停工作，而 RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。 同时该芯片还具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 STC89C52 内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚 RXD和 TXD分别是此放大器的输入端和输出端。 （ 1）时钟电路及其产生 基于 DS1302 的数字钟设计 时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。 本设计采用内部方式的产生方式，及外部由 DS1302产生。 内部方式的时钟电路如图 311 所示，在 RXD和 TXD引脚上外接定时元件， 内部振荡器就产生自激振荡。 定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。 晶体振荡频率的范围通常是在 ～ 12MHz 之间选择，晶振的频率越高，系统的时钟频率也就越高，单片机运行速度越快。 电容值通常在 5～ 30pF 之间选择，电容值的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。 12JZ130PC230PC1 XTAL2XTAL1 图 311内部时钟电路图 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出 ， XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入 ， XTAL2：来自反向振荡器的输出。 该反向放大器可以配置为片内振荡器。 石晶振 荡和陶瓷振荡均可采用。 如采用外部时钟源驱动器件， XTAL2 应不接。 有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 （ 2）复位信号及其产生 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使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。 RST 引脚是复位信号的输入端。 复位信号是高电平有效，其有效时间应持续 24 个振荡周期 (即二个机器周期 )以上。 若使用颇率为 6MHz 的晶振，则复位信号持续时间应超过 4us 才能完成复位操作。 整个复位电路包括芯片内、外两部分。 本设计用 X25045 产生复位信号， 复位信号 (RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。 信息与控制工程学院硬件课程设计说明书 STC89C52 引脚介绍 STC89C52 单片机管脚图如图 312 所示，其主要引脚如下： VCCP00P01P02P03P04P05P06P07EA/VPALE/PPSENP27P26P25P24P23P22P21P20P10P11P12P13P14P15P16P17RESETRXD/P30TXD/P31INT0/P32INT1/P33T0/P34T1/P35WR/P36RDP/P37X2X1GND910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221STC89C5212345678 图 312 STC89C52引脚图 (1)主电源引脚（ 2 根）： VCC(Pin40)：电源输入，接＋ 5V电源； GND(Pin20)：接地线； (2)外接晶振引脚（ 2 根）： XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端； XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端； (3)控制引脚（ 4 根）： RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现 2 个机器周期的高电平将使单片机复位； ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号； PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号； EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序 存储器读指令； (4)可编程输入 /输出引脚（ 32 根）： STC89C52 单片机有 4 组 8 位的可编程 I/O口，分别位 P0、 P P P3 口，每个口有 8 位（ 8根引脚），共 32 根； PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位双向 I/O 口线，名称为 ～ ； P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ ； 基于 DS1302 的数字钟设计 P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ ； P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～。 时钟芯片 DS1302 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 ～。 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 的晶振。 DS1302 管脚说明 DS1302 为 8 管脚封装， 各引脚功能如表 322 所示， 其引脚图如图 322 所示 ： 表 322 DS1302 的引脚功能 引脚 名称 功能描述 1 Vcc1 电源引脚 2 X1 3 X2 4 GND 地 5 RST 复位引脚 6 I/O 数据输入 /输出 7 SCLK 串行时钟 8 Vcc2 电源引脚 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT itleN um be r R e vis ionS iz eBD a te : 9 Jun 20 08 S he e t of F ile : C :\D oc um e nt s a nd S e tting s \A dm ini str a tor \桌面 \常亮毕业设计 \电路图 \多功能电子时钟毕业设计电路图 .ddbD r a w n B y :V C C 11X12X23G N D4V C C 2 8S C L K 7I /O 6R S T 5D S13 02 图 322 DS1302芯片引脚图 信息与控制工程学院硬件课程设计。