(最新整理)基于STC單片機的電子時鐘畢業(yè)設計(DOC)

1、(完整)基于stc單片機的電子時鐘畢業(yè)設計(doc)(完整)基于stc單片機的電子時鐘畢業(yè)設計(doc) 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內容進行仔細校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)基于stc單片機的電子時鐘畢業(yè)設計(doc)）的內容能夠給您的工作和學習帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進步的源泉，前進的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進步，以下為(完整)基于stc單片機的電子時鐘畢業(yè)設計(doc)的全部內容。2共

2、2 頁 第 1 頁電子時鐘摘要 本設計是基于stc單片機的電子時鐘技術,由stc12c5a16s2芯片和lcd1602液晶顯示屏,ds18b20進行溫度測量，輔以必要的的電路,構成一個單片機定時鬧鐘。電子鐘可采用數(shù)字電路實現(xiàn)，也可以采用單片機來完成.lcd顯示“時”，“分”,led閃動來做秒計數(shù)，定時時間到能發(fā)出警報聲或者啟動繼電器，從而控制電器的啟?！，F(xiàn)在是自動化高度發(fā)達的時代,特別是電子類產品都是靠內部的控制電路來實現(xiàn)對產品的控制，達到自動運行的目的,這就需要我們這里要做的設計中的電器元件及電路的支持。 在這次設計中主要是用stc12c5a16s2來進行定時，也結合著其他輔助電路實施控制，

3、在定時的時候，按一下控制小時的鍵對小時加一;按一下控制分鐘的鍵對分鐘加一;到達預設的時間，此電路就會發(fā)出報警聲音提示已經(jīng)到點。關鍵詞 定時鬧鐘stc12c5a16s2lcd1602time clockabstract the regular alarm clock designers design， by the microcontroller stc12c5a16s2 chip andlcd1602display、 ds18b20 ， combined with the necessary circuitry to form a single-chip timer alarm clock。

4、clock can be digital circuit, the microcontroller can also be used to complete。 lcd display when, sub, led flash to do the second count, regular time to be able to sound an alarm or start relay to control the electrical start and stop. now is the era of highly developed automation， especially electr

5、onic products are relying on the internal control circuitry to achieve control of the product to achieve the purpose of automatic operation, which requires us to do the design of electrical components and circuits to support 。 in this design it is mainly used to carry out regular at89s51, but also c

6、ombined with other auxiliary circuit implementation of the control, in time， when you click a control button on the hour plus one hour; click the button on the control minutes plus one minute； reach preset time, this will sound an alarm circuit has prompted the pointkey words time clock stc12c5a16s2

7、 lcd1602共 2 頁 第 2 頁目 錄引 言11 電子時鐘的設計目的和要求21。1設計目的21.2設計要求22 電子時鐘的設計流程32。1總體方案的原理32。2總體設計方案和框圖33 系統(tǒng)硬件設計43.1stc12c5a16s2單片機43.2模塊電路53.2。1 復位電路與晶振電路53.2.2顯示模塊及芯片53.串口通訊單元73。蜂鳴器單元73.1鳴器的結構原理73。2蜂鳴器的驅動83。4。3蜂鳴器驅動電路83.4。4蜂鳴器驅動設計94 系統(tǒng)軟件設計104。1程序流程圖104.2 電子時鐘主要程序115 安裝調試17總 結18參 考 文 獻19附錄 電路原理圖204共 1 頁 第 1 頁

8、 引 言隨著微電子技術的不斷發(fā)展,微處理器芯片的集成程度越來越高,單片機已可以在一塊芯片上同時集成cpu、存儲器、定時器計數(shù)器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器、ad轉換器、da轉換器等多種電路，這就很容易將計算機技術與測量控制技術結合,組成智能化測量控制系統(tǒng)。這種技術促使機器人技術也有了突飛猛進的發(fā)展.單片機技術作為自動控制技術的核心之一,被廣泛應用于工業(yè)控制、智能儀器、機電產品、家用電器等領域。隨著微電子技術的迅速發(fā)展，單片機功能也越來越強大,本設計基于stc單片機的電子時鐘技術，以stc12c5a16s2為核心，構成數(shù)字鐘,首先應選擇一個脈沖源能自動地產生穩(wěn)定的標準時間脈沖信號。而脈沖

9、源產生的脈沖信號的頻率較高，因此，需要進行分頻，使得高頻脈沖信號轉變?yōu)檫m合于計時的低頻脈沖信號，即“秒脈沖信號”（頻率為1hz）。校時電路一般采用自動快速調整和手動調整，“自動快速調整”可利用分頻器輸出的不同頻率的脈沖使顯示的時間自動迅速調整?！笆謩诱{整”可利用手動的節(jié)拍調準顯示時間。基于要求本次采用了自動快速調整。數(shù)字鬧鐘要求有定時響鬧的功能,故需要提供設定鬧時電路和對比起鬧電路。設時電路應共享譯碼器、驅動器到數(shù)字顯示器，以便使用者設定時間，并可減少電路的芯片數(shù)量；而對比起鬧電路提供聲源，應具有人工止鬧功能,止鬧后不再重新操作，將不再發(fā)生起鬧等功能. 共 20 頁 第 0 頁 1 電子時鐘的

10、設計目的和要求1.1設計目的(1） 掌握時鐘的基本構件；（2） 掌握各電子元器件的基本形狀及其功能；（3） 掌握各電子元器件的焊接步驟與工作原理;（4） 掌握單片機內部結構與程序編制方法; （5） 掌握數(shù)碼管內部結構，掌握數(shù)碼顯示技術；（）通過本次設計實驗,對自己的專業(yè)知識掌握和運用有一個系統(tǒng)的考核。1.2設計要求利用實驗開發(fā)板上的液晶顯示屏，設計帶有鬧鐘及日期顯示功能的數(shù)字時鐘。（1) 利用液晶顯示屏顯示時間及日期，時間為24小時制，日期格式為年-月-日;（2) 利用按鍵對時間、日期、鬧鈴進行設置,到鬧鈴時間到時,蜂鳴器發(fā)出聲音, 按停止鍵可使鬧鈴停止；(3) 用了led做鬧鈴倒計時顯示。(

11、)實現(xiàn)的功能在數(shù)字鐘正常進行顯示時其顯示周期為000000至23:59：59,其中有五個按鍵按下“暫?！辨I時鐘停止走動按下“開始”鍵時鐘開始走動按下“秒設置時鐘秒位自加1加至60時向分位進1按下“分設置”時鐘分位自加1加至60時向時位進1按下“時設置”時鐘秒位自加1加至24時顯示00. 2 電子時鐘的設計流程2.1總體方案的原理在一個完整的鬧鐘系統(tǒng)的設計中，我們采用的是自頂向下的設計思想，整個系統(tǒng)由若干個模塊組合來實現(xiàn)，包括計數(shù)模塊、控制模塊、譯碼模塊、動態(tài)掃描輸出模塊、鬧鐘控制模塊。設計鬧鐘時應考慮的問題有：鬧鐘能否計數(shù)、能否對計時時間進行調整，定時鬧鈴功能是否正常，動態(tài)掃描顯示是否正常等等

12、。2.2總體設計方案和框圖圖2-1電子時鐘系統(tǒng)框圖電子鬧鐘應包括秒信號發(fā)生器、時間顯示電路、按鍵電路、供電電源以及鬧鈴指示電路等幾部分。 按鍵功能說明：k1，設置時間和鬧鐘的小時；k2，設置小時以及設置鬧鐘的開關；k3，設置分鐘和鬧鐘的分鐘；k4;設置完成退出電子鬧鐘的主電路指的是圖2-1中虛線框內部分，主要涉及到cpu電路和按鍵按鈕電路.主機的設計具體地說有：（1）系統(tǒng)時鐘電路設計；(2）系統(tǒng)復位電路設計;(3）按鍵與按鈕電路設計：（4）鬧鈴聲指示電路設計。3 系統(tǒng)硬件設計3。1stc12c5a16s2單片機教學用電子打鈴器主要由stc12c5a16s2單片機、鍵盤掃描模塊、時鐘和復位模塊、

13、蜂鳴器模塊、lcd1602顯示模塊等組成.運用匯編語言來控制單片機stc12c5a16s2來實現(xiàn)、動態(tài)數(shù)碼顯示等功能。且本設計中的stc12c5a16s2單片機是整個工作過程的核心，是整個設計靈魂，它控制了脈沖時序的產生顯示信號的發(fā)送控制顯示led的選擇。 stc12c5a16s2是一種帶4k字節(jié)存儲器的低電壓、高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機.圖3-1 stc12c5a16s2管腳圖p0。0-p0.7（39-32)p0口是一個漏極開路型準雙向i/o口。在訪問外部存儲器時，它是分時多路轉換的地址（低8位)和數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活了內部的上拉電阻。在eprom編程時，它接收指令字節(jié)，而

14、在驗證程序時,則輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻。p1。0-p1.7(1-8）：p1口是帶內部上拉電阻的8位雙向i/o口。在eprom編程和程序驗證時，它接收低8位地址。 p2。0-p2。7(2128)：p2口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向i/o口。在訪問外部存儲器時，它送出高8位地址。在對efrom編程和程序驗證期間,它接收高8位地址. p3.0p3。7（10-17）:p3口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向i/o口。此部分是整個鬧鐘運行的核心部件,起著控制鬧鐘所有運行狀態(tài)的作用.控制方法有很多，大部分都采用單片機控制。由于51單片機具有價格低廉是使用簡單的特點，這里選擇了atmel公司的

15、stc12c5a16s2作為控制核心部件。stc12c5a16s2單片機系列的存儲器用的是哈佛結構,即將程序和數(shù)據(jù)存儲 截然分開，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器各有自己的尋址方式、尋址空間和控制系統(tǒng)。stc89c52的存儲器可分為五類：程序存儲器，內部數(shù)據(jù)存儲器，特殊功能寄存器，位地址空間，外部數(shù)據(jù)存儲器。3.2模塊電路3.2。1 復位電路與晶振電路 復位電路是單片機系統(tǒng)必須的，用來為單片機提供正確的復位信號;振蕩電路就為單片機工作提供了所需要的時鐘脈沖信號，使單片機的開始正常工作； 如圖32所示 18腳和19接時鐘電路，xtal1接外部晶振和微調電容的一端，在片內它是振蕩器倒相放大器的輸入，xtal

16、2接外部晶振和微調電容的另一端，在片內它是振蕩器倒相放大器的輸出；第9引腳為復位輸入端，接上電容，電阻及開關后能夠形成上電復位電路。圖32 復位電路與晶振電路3。2.2顯示模塊及芯片液晶顯示器各種圖形的顯示原理：線段的顯示，點陣圖形式液晶由mn個顯示單元組成,假設lcd顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應1字節(jié)的8位,即每行由16字節(jié)，共168=128個點組成,屏上6416個顯示單元與顯示ram區(qū)1024字節(jié)相對應,每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應.例如屏的第一行的亮暗由ram區(qū)的000h00fh的16字節(jié)的內容決定,當000h=ffh時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8

17、個點,當3ff=ffh時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線當000h=ffh，001h=00h，002h=00h00eh=00h，00fh=00h時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是lcd顯示的基本原理。字符的顯示：用lcd顯示一個字符時比較復雜,因為一個字符由68或88點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示ram區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1,其它的為“0”，為“1”的點亮。為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內帶字符發(fā)生器的控制器來說.顯示字符就比較簡單了,可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在lcd上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示r

18、am對應的地址設立光標在此送上該字符對應的代碼即可。圖33 lcd1602液晶顯示模塊3.串口通訊單元max232芯片是美信公司專門為電腦的rs-232標準串口設計的單電源電平轉換芯片,使用+5v單電源供電. 引腳圖片： 圖34max232管腳及功能引腳介紹：主要分為幾部分電荷泵電路：由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構成。功能是產生+12v和12v兩個電源，提供給rs232串口電平的需要。 數(shù)據(jù)轉換通道：由7、8、9、10、11、12、13、14腳構成兩個數(shù)據(jù)通道。 其中13腳(r1in）、12腳（r1out）、11腳（t1in）、14腳（t1out）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（r2in)、9腳

19、（r2out）、10腳(t2in）、7腳（t2out）為第二數(shù)據(jù)通道。 ttl/cmos數(shù)據(jù)從t1in、t2in輸入轉換成rs-232數(shù)據(jù)從t1out、t2out送到電腦db9插頭；db9插頭的rs-232數(shù)據(jù)從r1in、r2in輸入轉換成ttl/cmos數(shù)據(jù)后從r1out、r2out輸出。 供電：15腳gnd、16腳vcc（+5v)。 由于rs232電平較高,在接通時產生的瞬時電涌非常高，很有可能擊毀max232，所以在使用中應盡量避免熱插拔。3.蜂鳴器單元3。.1鳴器的結構原理(1）壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼

20、上還裝有發(fā)光二極管. 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 （2）電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。 3.2蜂鳴器的驅動 在單片機應用的設計上，很多方案都會用到蜂鳴器,大部分都是使用蜂鳴器來做提示或報警，比如按鍵按下、開始工作、工作結束或是故障等等。這里對單片機在蜂鳴器驅動上的應用作一下描述。圖3-5為蜂鳴器發(fā)聲電路原理圖。圖35蜂鳴器發(fā)聲電路原理圖圖35蜂鳴器發(fā)聲電路原理圖驅動方式：由于自激蜂鳴器是直流電壓驅動的,不需要利用交流信號進行驅動，只需對驅動口輸出驅動電平

21、并通過三極管放大驅動電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音，很簡單，這里就不對自激蜂鳴器進行說明了.這里只對必須用1/2duty 的方波信號進行驅動的他激蜂鳴器進行說明。 單片機驅動他激蜂鳴器的方式有兩種：一種是pwm 輸出口直接驅動，另一種是利用i/o 定時翻轉電平產生驅動波形對蜂鳴器進行驅動。 pwm 輸出口直接驅動是利用pwm 輸出口本身可以輸出一定的方波來直接驅動蜂鳴器。比如頻率為2000hz 的蜂鳴器的驅動，可以知道周期為500s，這樣只需要把pwm 的周期設置為500s,占空比電平設置為250s，就能產生一個頻率為2000hz 的方波，通過這個方波再利用三極管就可以去驅動這個蜂鳴器了。3.4。3

22、蜂鳴器驅動電路由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機的i/o 口是無法直接驅動的，所以要利用放大電路來驅動，一般使用三極管來放大電流就可以了.下圖為比較安全的驅動電路 圖36蜂鳴器安全的驅動電路圖3。4.4蜂鳴器驅動設計由于這里要介紹兩種驅動方式的方法，所以程序不僅介紹了pwm 輸出口驅動蜂鳴器的方法，還要介紹i/o 口驅動蜂鳴器的方法.所以,我們將設計如下的一個系統(tǒng)來說明單片機對蜂鳴器的驅動:系統(tǒng)有兩個他激蜂鳴器，頻率都為2000hz，一個由i/o 口進行控制，另一個由pwm 輸出口進行控制；系統(tǒng)還有兩個按鍵，一個按鍵為port 按鍵，i/o 口控制的蜂鳴器不鳴叫時按一次按鍵i/o 口

23、控制的蜂鳴器鳴叫,再按一次停止鳴叫，另一個按鍵為pwm 按鍵，pwm 口控制的蜂鳴器不鳴叫時按一次按鍵pwm輸出口控制的蜂鳴器鳴叫，再按一次停止鳴叫。5 pwm 輸出口直接驅動蜂鳴器方式由于pwm 只控制固定頻率的蜂鳴器，所以可以在程序的系統(tǒng)初始化時就對pwm 的輸出波形進行設置. 首先根據(jù)sh69p43 的pwm 輸出的周期寬度是10 位數(shù)據(jù)來選擇pwm 時鐘.系統(tǒng)使用4mhz 的晶振作為主振蕩器，一個tosc 的時間就是0.25s，若是將pwm 的時鐘設置為tosc 的話, 則蜂鳴器要求的波形周期500s 的計數(shù)值為500s/0.25s=（2000）10=（7d0）16，7d0h 為11

24、位的數(shù)據(jù)，而sh69p43 的pwm 輸出周期寬度只是10 位數(shù)據(jù)，所以選擇pwm 的時鐘為tosc 是不能實現(xiàn)蜂鳴器所要的驅動波的。共 20頁 第 20 頁4 系統(tǒng)軟件設計4.1程序流程圖初始化時鐘顯示定時是否到k1是否按下k2是否按下miao是否0分加1時加1beep1=1？鬧鈴響定時顯示k.2是否按下k3是否按下miao1是否0時加1分加1yyyyyyyynnnnnnnn圖41系統(tǒng)總流程圖4.2 電子時鐘主要程序#includereg52。hinclude intrins。hsbit sclk = p10; /ds1302時鐘口p1.0sbit io = p11; /ds1302數(shù)據(jù)口p

25、1。1sbit rst = p12； /ds1302片選口p1。2unsigned char code init = 0x00， 0x00， 0x20, 0x01， 0x01, 0x05, 0x10；unsigned char data now7;void ds1302_initial();void ds1302_settime(unsigned char *p)；void ds1302_gettime（unsigned char p);sbit lcd_rs = p17； sbit lcd_wr = p16;sbit lcd_en = p15；void write_com（unsigned

26、char com)；void write_date （unsigned char date）;void init()；void delay（int ms）；void delayms（ unsigned int z）；void write_sfm(unsigned char add,unsigned char date）;void main（) /unsigned char i3,i1，i2；lcd_wr=0；init(）；while(1）write_sfm( 4，45）;delay（5000)；void write_sfm(unsigned char add，unsigned char dat

27、e） unsigned char shi，ge； shi=date%10; ge=date/10; write_com（0x80+0x40+add); write_date(0x30+shi）； write_date（0x30+ge）; lcd_en = 0; void init(） write_com（0x38)； /162顯示，57點陣，8位數(shù)據(jù) delay(5）； write_com(0x38）； delay（5); write_com(0x38）; delay（5); write_com（0x0c); /顯示開，關光標 delay(5); write_com（0x06); /移動光標

28、delay(5）; write_com（0x01）； /清除lcd的顯示內容 delay（5)； /void delay(int ms) int i； while（ms-） for（i = 0; i0；y-);/*延時x微秒(stc12c5a60s212m）不同的工作環(huán)境,需要調整此函數(shù)此延時函數(shù)是使用1t的指令周期進行計算,與傳統(tǒng)的12t的mcu不同*/void delay（) _nop_(); _nop_(）;/*從ds1302讀1字節(jié)數(shù)據(jù)*/unsigned char ds1302_readbyte（） unsigned char i; unsigned char dat = 0; fo

29、r (i=0； i8； i+) /8位計數(shù)器 sclk = 0； /時鐘線拉低delay（）; /延時等待 dat = 1; /數(shù)據(jù)右移一位if (io） dat = 0x80; /讀取數(shù)據(jù)sclk = 1; /時鐘線拉高delay（)； /延時等待 return dat；/*向ds1302寫1字節(jié)數(shù)據(jù)*/void ds1302_writebyte(unsigned char dat) char i; for （i=0; i8; i+） /8位計數(shù)器 sclk = 0; /時鐘線拉低 delay()； /延時等待 dat = 1； /移出數(shù)據(jù) io = cy； /送出到端口 sclk = 1；

30、 /時鐘線拉高 delay（)； /延時等待 /*讀ds1302某地址的的數(shù)據(jù)*/unsigned char ds1302_readdata(unsigned char addr） unsigned char dat; rst = 0； delay()； sclk = 0； delay（); rst = 1; delay(）； ds1302_writebyte（addr); /寫地址 dat = ds1302_readbyte(）； /讀數(shù)據(jù) sclk = 1; rst = 0; return dat;/*往ds1302的某個地址寫入數(shù)據(jù)*/void ds1302_writedata（unsi

31、gned char addr, unsigned char dat） rst = 0; delay（）; sclk = 0; delay（）; rst = 1; delay（); ds1302_writebyte（addr）; /寫地址 ds1302_writebyte(dat）； /寫數(shù)據(jù) sclk = 1; rst = 0；/*寫入初始時間*/void ds1302_settime(unsigned char p） unsigned char addr = 0x80；unsigned char n = 7； ds1302_writedata(0x8e, 0x00); /允許寫操作 whil

32、e （n-) ds1302_writedata(addr， *p+)； addr += 2; ds1302_writedata(0x8e， 0x80）; /寫保護/*讀取當前時間*/void ds1302_gettime（unsigned char *p） unsigned char addr = 0x81； unsigned char n = 7； while （n-) p+ = ds1302_readdata(addr); addr += 2; /*初始化ds1302*/void ds1302_initial（） rst = 0； sclk = 0; ds1302_writedata（0x

33、8e, 0x00）; /允許寫操作 ds1302_writedata(0x80， 0x00）； /時鐘啟動 ds1302_writedata(0x90， 0xa6)； /一個二極管4k電阻充電 ds1302_writedata（0x8e， 0x80）； /寫保護5 安裝調試5。1硬件系統(tǒng)的組裝與調試 硬件組裝前首先要仔細核對硬件系統(tǒng)設計原理的正確性，包括參數(shù)選用的正確性和原理的正確性，對沒有把握的電路可以通過在通用實驗板上直接焊接實際電路來進行實物調試和驗證，調試分為斷電調試和通電調試。 （1）斷電調試 為了安全起見，首先必須進行斷電調試，斷電調試的內容至少包含短路檢測和原理正確性確認;系統(tǒng)電

34、路焊接完成后，首先對實物進行原理正確性的確認，其次必須進行短路檢測,選用合適的萬用表歐姆檔，用紅表筆接到電路板的+5v電源的+、 極,如果存在充放電現(xiàn)象，最后電阻穩(wěn)定在一個合適的位置,則基本上可排除系統(tǒng)短路現(xiàn)象。 （2）通電調試 系統(tǒng)時鐘是否起 凡是微處理器系統(tǒng)，正常運行的必要條件是系統(tǒng)時鐘穩(wěn)定正常，在實際工作中,因為各種原因導致系統(tǒng)時鐘不正常而出現(xiàn)系統(tǒng)無法正常運行的情況也時有出現(xiàn)，因此系統(tǒng)時鐘是否起震應是通電檢查的首要一環(huán)，檢查方法包括邏輯筆發(fā)、數(shù)字萬用表法、示波器法，在這里采用數(shù)字萬用表法，測試晶振兩端引腳電壓為2。5v左右。 復位是否正常及關鍵點電壓參數(shù)是否正常 復位不正常也會導致系統(tǒng)不工作，這里的重點是檢查相關電路是否正常，同時檢查相應電路的關鍵電壓參數(shù)是否正常,進行一一排查。5。2軟件調試單片機的程序設計調試分為兩種，一種是使用軟件模擬調試,即用開發(fā)單片機程序的計算機去模擬單片機的指令執(zhí)行，并虛