课程设计智能电子钟.doc
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1、摘要单片机通过几十年发展,已经广泛应用于生活中各个领域。单片机以其体积小、功能全、性价比高等诸多长处,在许多行业都得到了广泛应用。在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等多种测控领域应用中独占鳌头,单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握技术。 基于单片机智能电子钟作为设计课题,由于它有很好开放性和可发挥性,对作者规定比较高,不仅考察了对单片机掌握能力并且强调了对单片机扩展应用。此外LCD智能电子钟已经越来越流行,它具有显示清晰直观、走时精确、可以进行夜视等功能,并且还可以扩展出其他多种功能。因此,智能电子钟作为设计课题很有价值。伴随科技发
2、展,单片机应用正在不停深入,波及到平常生活方方面面。本设计是基于单片机AT89S51为控制关键,以液晶为显示数字时钟。本数字时钟设计原理相对简朴,因此硬件电路也相对简朴,难点和重点重要放在C语言编程上,使用到定期器子程序、延时程序、时分秒控制程序、液晶模块和单片机模块初始化程序、液晶显示程序等,各个函数交叉调用,配合主程序运行。关键字:LCD1602 AT89S51 定期器目 录第一章设计规定11.1 LCD电子钟功能规定11.2智能电子钟设计规定1第二章方案选择与系统框图及工作原理22.1方案选择22.2系统框图22.3工作原理2第三章硬件电路设计与分析33.1控制模块33.2显示模块43.
3、3按键电路63.4报警部分模块7第四章软件设计与分析84.1基本资源使用84.2程序设计基本思绪84.3程序重要流程图9第五章Protues仿真与调试11第六章PCB板设计13第七章原件明细清单14第八章课程设计总结15致 谢16参照文献17附 录18附件1 硬件电路原理图18附件2 程序清单18第一章 设计规定1.1 LCD电子钟功能规定(1)能显示年、月、日、时、分、秒(一般显示时、分、秒);(2)能对年、月、日、时、分、秒进行预置;(3)具有定期功能,定期时间到声光汇报。1.2 智能电子钟设计规定(1)主控部分:选择单片机为关键元件构成系统。(2)1602LCD重要技术参数:显示容量:1
4、62个字符;芯片工作电压:4.55.5V;工作电流:2.0mA(5.0V);模块最佳工作电压:5.0V;字符尺寸:2.954.35(WH)mm。(3) 功能设计:采用了AT89S52型单片机,1602LCD液晶显示屏,蜂鸣器、发光二极管。为了实现时钟,定期,闹钟,秒表功能,用到了单片机外部中断,计时器中断,及端口。(4)S0显示日期(按下显示日期,弹起后回到显示时间状态);S1显示闹钟(按下显示闹钟,弹起后回到显示时间状态);S2设置日期(按键1次设置年,2次设置月,3次设置日);S3设置时间(按键1次设置星期,2次设置时,3次设置分,4次设置秒);S4设置闹钟(按键1次设置时,2次设置分,3
5、次设置秒);S5增长一(设置中对所选择变量加一);S6减少一(设置中对所选择变量减一)。(5) 主程序循环显示目前时间并扫描按键S0对应P3.0(显示日期)和按键S1对应P3.1(显示闹钟时刻)与否有按下,并比较判断定期时刻与否抵达;按键S2对应INT0中断用来设置日期,每按下一次可分别对年、月、日进行设置,P3.6和P3.7用来对所要设置属性进行加一和减一操作,S7对应P2.4统一返回键,当处在中断设置状态时按此键可以返回至正常显示时间状态;按键S3对应INT1中断用来设置时间,操作同上面日期设置;按键S4对应定期器T0,让T0工作在计数模式,通过设置计数初值为最大,当P3.3管脚来一种低电
6、平时,加一后计数器产生溢出中断,以此用作外部中断来设置闹钟时刻。第二章 方案选择与系统框图及工作原理2.1 方案选择本次试验采用了AT89S52型单片机,1602LCD液晶显示屏,蜂鸣器、发光二极管。为了实现时钟,定期,闹钟,秒表功能,用到了单片机外部中断,计时器中断,及端口2.2 系统框图AT89S52单片机按键模块LCD液晶显示模块蜂鸣器发光二级管图2.1 系统框图2.3 工作原理程序循环显示目前时间并扫描按键S0对应P3.0(显示日期)和按键S1对应P3.1(显示闹钟时刻)与否有按下,并比较判断定期时刻与否抵达;按键S2对应INT0中断用来设置日期,每按下一次可分别对年、月、日进行设置,
7、P3.6和P3.7用来对所要设置属性进行加一和减一操作,S7对应P2.4统一返回键,当处在中断设置状态时按此键可以返回至正常显示时间状态;按键S3对应INT1中断用来设置时间,操作同上面日期设置;按键S4对应定期器T0,让T0工作在计数模式,通过设置计数初值为最大,当P3.3管脚来一种低电平时,加一后计数器产生溢出中断,以此用作外部中断来设置闹钟时刻。 第三章 硬件电路设计与分析3.1 控制模块1. AT89S52图3.1.1 AT89S52模块2. 晶振电路图3.1.2 晶振电路3. 复位电路图3.1.3 复位电路以上三部分构成了单片机最小系统,其中P0和P2口部分管脚接显示模块,P3口接控
8、制模块,P2口部分管脚接报警模块。3.2 显示模块图3.2.1 显示模块1602LCD重要技术参数:显示容量:162个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm引脚功能阐明:1602LCD采用原则14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口阐明如下表3.2.1所示:表3.2.1 引脚接口阐明表 编号符号引脚阐明编号符号引脚阐明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据1
9、5BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极第1脚:VSS为地电源。第2脚:VDD接5V正电源。第3脚:VL为液晶显示屏对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一种10K电位器调整对比度。第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。第5脚:R/W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R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第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
10、。第714脚:D0D7为8位双向数据线。第15脚:背光源正极。第16脚:背光源负极。硬件连接原理图如下:图3.2.2 硬件连接原理图3.3 按键电路图3.3.1 按键电路图S0显示日期(按下显示日期,弹起后回到显示时间状态);S1显示闹钟(按下显示闹钟,弹起后回到显示时间状态);S2设置日期(按键1次设置年,2次设置月,3次设置日);S3设置时间(按键1次设置星期,2次设置时,3次设置分,4次设置秒);S4设置闹钟(按键1次设置时,2次设置分,3次设置秒);S5增长一(设置中对所选择变量加一);S6减少一(设置中对所选择变量减一);3.4 报警部分模块图3.4.1 报警部分模块第四章 软件设计
11、与分析4.1 基本资源使用 本次试验采用了AT89S52型单片机,1602LCD液晶显示屏,蜂鸣器、发光二极管。为了实现时钟,定期,闹钟,秒表功能,用到了单片机外部中断,计时器中断,及端口表4.2.1 资源功能表资源功能外部中断外部中断INT1设置时分秒(每按一次变化设置类型)外部中断INT0设置年月日(每按一次变化设置类型)定期器定期器T0用溢出中断设置闹钟(每按一次变化设置类型)定期器T1定期器中断(每隔1S调整一次时间)I/O端口P0,P2,P3LCD接口,蜂鸣器、发光二极管、按键4.2 程序设计基本思绪主程序循环显示目前时间并扫描按键S0对应P3.0(显示日期)和按键S1对应P3.1(
12、显示闹钟时刻)与否有按下,并比较判断定期时刻与否抵达;按键S2对应INT0中断用来设置日期,每按下一次可分别对年、月、日进行设置,P3.6和P3.7用来对所要设置属性进行加一和减一操作,S7对应P2.4统一返回键,当处在中断设置状态时按此键可以返回至正常显示时间状态;按键S3对应INT1中断用来设置时间,操作同上面日期设置;按键S4对应定期器T0,让T0工作在计数模式,通过设置计数初值为最大,当P3.3管脚来一种低电平时,加一后计数器产生溢出中断,以此用作外部中断来设置闹钟时刻。4.3 程序重要流程图否否否否是是YES是是开 始S0与否被按下?定期器、计数器初始化S1与否被按下?定期与否抵达?
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