基于单片机的时钟设计


    

    着时间推移事物发展越越趋高科技单片机出现受社会界广泛关注单片机具备丰富功单片机特点:尺寸价格低抗干扰强开发容易等运范围广检测仪表电子机电等设备方面缺作功电子钟常见计时工具STC89C52单片机研究功电子钟系统加必电路构成调整误差功数字电子钟文述工作原理功模块进行详细分析研究外系统工作流程具备项功进行详细介绍判断设计方案正确否C语言系统软件部分进行编程keil进行调试分析通PROTEL99SE进行电路模拟单片机显示年月日时分秒周具校准功闹钟提醒功外具测量环境温湿度功

    关键词 电子钟STC89C52 单片机

    Abstract
    With the passage of time the development of things tends to be more and more hightech The emergence of singlechip computers has attracted widespread attention from all walks of life which is due to the rich functions of singlechip computers The characteristics of MCU are small size low price strong antiinterference easy development and so on The scope of application is also wide such as detection instrumentation electronics mechanical and electrical equipment in all aspects have an indispensable role Multifunctional electronic clock is one of the most common timing tools The multifunctional electronic clock system studied by STC89C52 microcontroller and the necessary circuit constitute a multifunctional digital clock that can adjust errors In this paper the working principle of the system is discussed and the function modules are analyzed and studied in detail In addition the working flow and functions of the system are introduced in detail so as to judge whether the design scheme is correct or not The software part of the system is programmed by C language then debugged and analyzed by keil and simulated by PROTEL99SE The microcontroller can display the year month day hour minute second week and has the function of calibration and alarm clock reminder Besides it also has the function of measuring the temperature and humidity of the environment

    Key words electronic clock STC89C52 Single chip microcomputer
    目录
    摘 I
    Abstract II
    目录 IV
    第章 绪 7
    11课题研究意义 7
    12设计求 7
    13系统关键技术 7
    14设计思路 8
    第二章 电子钟简介 11
    21 电子时钟简介 11
    22电子时钟基特点 11
    23电子时钟原理 11
    第三章 方案证设计 13
    31单片机芯片选择方案证 13
    311单片机选择 14
    312显示器选择 15
    313电源选择 15
    32总体框图设计 15
    第四章 元件介绍 17
    41 STC89C52单片机介绍 17
    411 STC89C52单片机功PDIP封装 17
    412 STC89C52引脚介绍 17
    413 STC89C52系统介绍 19
    32 DS1302时钟芯片介绍 20
    421 DS1302引脚介绍 21
    422 DS1302方法 21
    43 1602字符液晶介绍 23
    431 1602液晶概述 23
    432 1602引脚介绍 23
    433 1602字符液晶方法 24
    第五章 系统硬件设计 25
    51单片机简介 25
    52Protel99SE简介 26
    52时钟电路模块设计 27
    53误差校正模块设计 29
    54显示模块设计 31
    55 DHT11温湿度采集模块 33
    第六章 系统软件设计 37
    61程序开发软件简介 38
    62程序流程图 41
    63 DS1302时钟程序流程图 43
    64 LCD显示程序流程图 44
    第七章 系统调试分析 47
    71系统制作 47
    72硬件调试 48
    73软件调试 51
    第八章 总结 55
    致 谢 57
    参考文献 59
    附录 61
    附录A:中文译文 61
    附录B:英文原文 61





















    第章 绪
    11课题研究意义
    时间金钱说明时间说珍贵掌控时间分配时间古忽视问题着时代断进步电子技术水断提升时间作宝贵财富时钟准确度求断提高导致时间更方便更精确更灵活追求传统时钟已完全满足日益增长需求电子产品更新换代速度快需设计出更适合功数字电子钟许电子钟已闹钟功计时功温度检测功等时单片机电子钟领域运范围非常广
    单片机载体设计功数字电子钟仅需熟悉单片机设计原理需研究单片机扩展应外越越流行液晶显示功电子钟范围应住宅种公场中定时功动铃动报警定时开关等功钟表数字化普拓展功电子钟数字化极方便需求精确度超传统时钟传统时钟功进行完善创新计时功更加精确方便进行掌握分配时间研发出温度检测功等功数字电子钟作设计课题值研究
    12设计求
    文单片机载体做功数字电子钟电子钟开启LCD屏幕显示年月日时分秒周温湿度倒计时等设置4操作键:分时间设置键误差调整闹钟设置键时间设置键研究容:
    1具年月日时分秒周等功
    2具备年月日时分秒周校准功
    3具温湿度测量功
    4具阴历时间查询功
    5具闹钟设置功
    13系统关键技术
    次设计系统采单片机作控制系统单片机整系统部分通单片机IO引脚实现功数处理什单片机呢?简介绍单片机系统单片机图11示


    图11
    单片机黑色芯片里面集成度非常高种资源进行缩优化然集成芯片白色引脚单片机IO脚系统说作控制进行输出作输入进行数采集
    单片机封装图11中单片机厂家封装贴片FQTP封装种优点体积做出产品型化STCDIP直插封装优点配合插座意插拔更换方便两种单片机时候具体需根相关手册单片机发展断进步断更新
    次系统采种芯片实现整体系统协调整体系统运转实现系统整体功需掌握关键技术控制单片机IO口单片机IO果作输出首先需引脚方设置设置输入者输出单片机IO引脚输出数字量必须知道说输出TTL电次直达表意输出0者1功01组合中实现数采集单片机IO口作输入单片机传感器件芯片进行数采集采集数根编写程序单片机中数通运算处理数实现具体功状态完成系统预期目标
    单片机系统中关键实现点掌握单片机应单片机数输入采集单片机信号输出掌握半系统关键技术次课题设计坚实基础
    14设计思路
    电子时钟够时间数字形式表现出老式钟表相显示更加清晰计时更加精准取消部机械结构处见:家手中手表种公场办公场型数字时钟等种电子时钟部计时模块晶振模块温湿度测量校时电路时分秒计数器
    次利STC89S52单片机完成系统控制工作系统显示电路包括闹钟模块温度测量模块日期显示器键盘模块等次设计数字时钟系统够实现时
    间实时显示够显示具体秒数报警模式温度控制模块设计四键SB0SB1SB2SB3执行正常时钟显示定时报警时间设置
    数字电子钟第二信号发生器计数器计数器解码显示器定时电路第二信号发生器通常通分频晶体振荡器555振荡器秒分钟十六进制数十六进制计数器组成时间24位数字组成24位数字组成显示部分包括解码数字显示定时电路包括门电路开关
    利74160N输出模式进行选择选择十进制数选择十六进制数通数字显示屏输出信号进行显示利种部运算函数信号发生器输出脉信号
    必须校准时钟电路选择串行进位模式位快速访问脉执行校准
    第二章 电子钟简介
    21 电子时钟简介
    次设计程中选择AT89C51单片机作系统核心控制单元通汇编语言系统软件进行编程显示模块需显示出六位数字分应时分钟秒新电子时钟基微控制器计时工具延迟程序生成1秒钟特定时间中断利60进方法实现时钟计时实现24时实现计时功日常生活中必少东西
    22电子时钟基特点
    部分精度求较高定时装置利晶振电路进行计时常见石英钟利石英技术制成具备较高准确性具良稳定性易性调试次数少电子技术应时钟设计程中原机械结构解码装置取代液晶显示模块代传统指针显示进降低计时误差时间准确显示电子时钟基础功外电子时钟具备校验等系列功
    23电子时钟原理
    电子钟STC89C52键盘8段数码等组成60秒1分60分钟1时24时天电路唯控制钮具种功您实现屏蔽数码显示屏功通释放节省电量果钮实现分钟累加累积分钟增加1果连续两次钮调整时然次加1时
    第三章 方案证设计
    整系统设计需考虑两方面容:
    (1)硬件设计:包括原理确定首先需知道系统实现什功然需选择相关器件传感器满足相关功设计着重进行深入研究研究否系统匹配否作终型号然绘制系统整体电路图通整体电路图焊接出系统实物
    (2)软件设计:软件硬件相辅相成关系需配合完成实现功软件编写子程序进行设计分模块化设计程序优点调试时候具针性边调试边观察现象进行修改子程序进行融合调实现系统整体功
    (3)系统测试:完成硬件软件设计需初预定功进行详细测试测试越加仔细系统BUG会越少会越加趋完美反复测试反复修改成型系统必备程直整体性功满意止
    31单片机芯片选择方案证
    应层面分析单片机研究应着重握单片规模两显著特征前者强调单片机设计组成架构仅仅涵盖电阻原件必键单元电容原件等余逻辑电路应囊括单片机板[1]设计优势类设计方法方面够减少开发资金投入降低材料量方面压缩硬件单元体积时增强运行程效性稳定性等说NEC导研发四位单片机摩托罗拉研制八位单片机该方面发挥较优势应结合实际需选取否集成外部存储单元数IO接口现阶段国单片机应收单片机硬件开发技术开发成制约开发集成化方面较欠缺部分单片机产品集成外部存储功单元数传输接口甚会STD总线进行功集成定层面忽视单片机表现特征
    全球市场占市场旧八位单片机中包含产品Intel8048等等该系列产品应电器生产领域等着集成电路技术发展单片机ASICRISC技术较广泛结合时单片机十年成长趋势
    311单片机选择
    方案:采美国微芯PIC系列单片机该系列单片机种类种样具强功工业场合中应较饭相较型号PIC单片机言PIC16F887A型号应较已参考资料较完善PIC单片机输入输出接口必须分配应存储址判定该接口具体输入输出情况种单片机实际应
    中需开发专软件载烧录器价格昂贵
    方案二:采单片机控制模块核心系统性高系统成低优势称世界应系统求程序长度4K四IO接口供编程5伏电压擦时间仅10毫秒8751分数器件相设备易损坏电源求芯片重写时重复控制领域进行运行状态电压区间宽泛(般维持27V~6V范围)控芯片静态模式运行时应频率区间相8751单片机时工作电压范围较窄该类型单片机数总线P0节点位置处三态双数连接端口够实现外接存储单元读取写入单片机控领域具备较强竞争优势正常工作状态耗低运算速度快运行较稳定芯片具备次编写次擦储存器次数达1000次程序存十年保存时间十年
    单片机模块选择中行方案发现该型号单片机稳定性强低功耗低价格成外该单片机封装工艺通身两列脚直接插入设备底座该型号单片机输入输出端口具P0P1P2P4四端口三双端口第端口需外接拉电阻常规IO口该型号单片机制度存储器够根需进行扩展支持扩展存64KB系统机存储器256字节总结系统控模块选择单片机
    312显示器选择
    方案:采数码显示电路显示显示效果较通输入电流应脚控制发光实现温度日期等种参数广泛电器尤家电器显示屏空调热水器冰箱等
    通常LED数码7段LED7LED圆点LED组成7LEDa~b成日字形排列某LED导通时相应点笔画会亮起数字字母符号LED明暗组合形成引线部连接仅需绘制笔划公电极
    方案二:采液晶显示屏显示单片机P0口连接时外接拉电阻通两行显示时间两者时限制单片机P23P24P25分液晶显示模块复位读写端口相连数显示参考程序时序液晶显示器中字符5*7点阵组成该显示方式具控制简单等优势液晶控制原理相似
    文设计电子时钟需显示容较丰富文显示模块采方案二
    313电源选择
    方案:采交流变压器方式种电源设计方式相言较复杂时考虑变压器参数系统正常工作产生影响存较高电眼次设计时需进行变压整流滤波等操作仅扩系统体积结构时降低系统安全性发生电源障会导致电路烧毁
    方案二:采USB电源供电方式种供电方式应较例种终端移动设备常见移动电源等采USB接口进行供电实现起较方便电源选择十分稳定实现起安全性高没特殊供电求前提种供电方式已成流
    次系统采方案二设计方式
    32总体框图设计
    次设计控模块选择STC89C52单片机编程简便支持线操作该单片机耗较低工作电压33V时钟模块选择DS1302该芯片计时准确耗低拥部储存单元实时时钟芯片周期长准确度高耗低等优点拥动降耗力够显示年月日外显示时间星期具备识闰年力该芯片够25V55V电压工作显示模块选择1602液晶显示器耗低周期长额定电压5V系统整体框图31示


    图31整体框架图
    第四章 元件介绍
    41 STC89C52单片机介绍
    411 STC89C52单片机功PDIP封装
    统体积系统性高系统成低优势称世界应系统求程序长度4K四IO接口供编程5伏电压擦时间仅10毫秒8751分数8K系统编程闪存52采单芯片具智8位CPU系统编程存储功具备高灵活性效率继承51系列单片机全部优点51系列单片机种功进优化完善功51系列单片机相更加丰富着断优化部拥功强8位中央处理器 支持编程Flash款单片机广泛应种动控制系统中出现仅简化设计流程降低设计难度控芯片静态模式运行时应频率区间相8751单片机时工作电压范围较窄该类型单片机数总线P0节点位置处三态双数连接端口够实现外接存储单元读取写入单片机控领域具备较强竞争优势正常工作状态耗低运算速度快运行较稳定芯片具备次编写次擦储存器次数达1000次程序存十年保存时间十年
    封装表41示
    表41 STC89C52功
    功特性
    兼容51系列单片机
    8K 户程序储存器
    输入输出接口32
    256x8bit 数存储器
    16位计时器3
    024MHz工作频率
    部中断2
    异步串行UART
    外部中断源2
    中断源6
    读写中断口线2
    3级加密位
    掉电低耗机
    唤醒睡眠
    412 STC89C52引脚介绍
    端口:端口双IO端口8位漏极开路驱动8逻辑电进行数输出样工作模式端口部会出现拉阻力验证程序时候需外部拉电阻
    端口:端口进行输入输出双作位数8位端口样存拉电阻根工作求该端口负责接收字节功
    引脚具功
    定时器计数器:
    端口:端口进行输入输出双作位数8位端口样存拉电阻该端口够驱动4逻辑电高8位址获取16位址外部数存储时会输出闩锁容进行功时该端口承担着接收外部控制信号责
    端口:端口进行输入输出双作位数8位端口样存拉电阻该端口够驱动4逻辑电该端口作输入端口时通拉电阻升高端口端口负责输入时外部拉针脚会部电阻会输出
    端口承担单片机功:接收外部控制信号
      引脚具种功
    定时器计数器:

    进行功时该端口承担着接收外部控制信号责
    RST:工作程中起输入进行重置作利两机器周期高电完成
    :系统需外部程序器进行访问者进行访问数存储器时作址低8位脉字节索存通常情况输出时间固定时钟振荡频率16利特性实现计时功果进行外部数存储访问时系统会动越脉
    系统编程产生闪存时引脚起输入输入作
    情况禁止操作通区域0号位置安装实现0号位置固定指令实现激活外引脚会稍微升高执行部程序时需禁止位效
    :外部选取信号提供程序存储器单片机外部获取指令时产生两次效循环换言两脉输出时候访问外部数存储器系统会动越两信号
    :访问外部程序存够通进行时状态应该处接状态特时编程已加密重置期间状态部锁定
    单片机封装图图41示

    图41 STC89C52 PDIP封装图

    413 STC89C52系统介绍
    STC89C52台湾晶宏科技公司制造出种耗低性完善51核结构芯片集成8K储存器便保存数信息确保数丢失等功具三十二通IO口时包括三定时器1外部中断等时成较低廉具较高性价中电源电路复位电路时钟电路构成系统必少电路电路正常工作忽欧俄三部分
    ①电源电路 芯片引脚VCC电源模块电联电源模块功系统外接设备供电引脚VccGND间装01uF陶片电容提高电路抗干扰力提升电路稳定性
    ②时钟电路 时钟电路通22PF陶瓷片电容晶体振荡器构成两者结合完成启动电路微控制器传递定时指令控制器进行工作生成方式差异够分类成部外部两种芯片外部振荡器微调电容连接XTAL1XTAL2间形成较稳激振荡器[
    ]引脚输出3V正弦波
    ③复位电路 电复位电路电瞬间开始工作芯片工作瞬间RESET引脚相直接连5V电压芯片瞬间进入复位状态着5V电压断电容充电R1电压两端电压逐渐减某时刻R3电阻电压减0V时芯片复位状态退出进入正常工作状态利RST键控制芯片复位键复位道理RST键该状态保持时间低15ms 芯片进入复位状态RST键抬起芯片动复位状态退出

    图42 STC89C52系统
    32 DS1302时钟芯片介绍
    Dallas公司导生产时钟芯片DS1302现阶段较广泛芯片该类型芯片控单片机系统间串行方式完成数传输时间数包含年月日时分秒等日期步完成传递调整芯片外部电源接入较便捷集成电源接入引脚节点仅外部电源断电情况部然工作图43示

    图43 DS1302封装图
    421 DS1302引脚介绍
    引脚功:
    时钟芯片VCC1引脚接入系统工作备电源模块VCC2接入系统工作电源模块前者作外部电源断电情况备电源者系统提供工作电源VCC1引脚接入够显著提升时钟系统工作稳定性性
    SCLK:输入串行时钟
    IO: 双数线
    CE: 输入信号必须时间具高读取写入数
    422 DS1302方法
    (1) 时钟芯片DS1302工作原理:
    次进行读写程序前完成初始化操作方法首先SCLK端子设置0然RST端子设置1输出SCLK脉DS1302芯片硬件构成分析中涵盖逻辑控制单元振荡器元件寄存器DS1302单片机数传输通RSTIO数收发通道完成运行阶段阐述:工作初始阶段应RST引脚调整高电信号然助信号完成数指令收发系统IO口DS1302进行传递(2) DS1302控制字节
    DS1302控制字表32示位7必须10法数写入DS1302位60访问时钟数位61访问RAM数 51表示操作单元址位0果0执行写操作位01执行读操作控制字节般低位开始发送

    表42 DS1302控制字

    (3) 数输入输出(IO)
    DS1302数降读取紧8位控制指令字SCLK脉数低0位读高7位读写时序:

    图44 DS1302读写时序
    (4)DS1302寄存器
    写址表示
    表43 DS1302时钟寄存器

    第行秒寄存器第二行分寄存器第三行时寄存器第八行控制寄存器
    43 1602字符液晶介绍
    431 1602液晶概述
    产品显示器单片机P0口连接时外接拉电阻通两行显示时间两者时限制单片机P23P24P25分液晶显示模块复位读写端口相连数显示参考程序时序LCD1602液晶显示器中字符5*7点阵组成该显示方式具控制简单等优势液晶控制原理相似
    图45示

    图45 1602字符液晶
    432 1602引脚介绍
    引脚功描述:
    表44 液晶显示模块引脚介绍
    编号
    符号
    引脚说明
    编号
    符号
    引脚说明
    1
    VSS
    电源
    9
    D2

    2
    VDD
    电源正极
    10
    D3

    3
    VL
    液晶显示偏压
    11
    D4

    4
    RS
    数命令选择
    12
    D5

    5
    RW
    读写选择
    13
    D6

    6
    E
    信号
    14
    D7

    7
    D0

    15
    BLA
    背光源正极
    8
    D1

    16
    BLK
    背光源负极

    433 1602字符液晶方法
    (1)基操作时序
    表45 1602字符液晶读写状态表




    图46 1602液晶写时序图

    第五章 系统硬件设计
    51单片机简介
    单片机驱动数处理关键器件利单片机资源模块功实现整体系统调谐数连接通引脚连接进行J集成系统中逻辑处理器系统中数收集器系统控制输出
    单片机系统设置图31示引脚功引出单片机晶振电路

    图51 STC89C52系统电路

    图51知具32通IO端口端口具特殊引脚功中P30接口单片机RXD引脚作单片机串口采集端通接口读取具UART接口设备P31单片机TXD引脚作串口数输出端通接口具UART接口设备写入数外两引脚单片机载程序引脚单片机第40引脚单片机电源接入电压
    36V55V间说具宽电压适应功单片机工作必须单片机正确供电电源单片机第20引脚单片机GND引脚系统供电电源GND连接单片机正确供电正常工作
    单片机第18引脚XTAL2第19引脚连接晶体振荡器电路两引脚XTAL1引脚单片机接入晶振求定范围进行正常工作范围4M221184M间晶振正常进行工作常12M晶振110592M晶振12M晶振系统时钟周期1us定时执行准确110592M晶振适合应具串口通讯系统中方便系统波特率配置根项目具体求选择出合适晶振系统
    具备两条件单片机正常工作根设计电路进行单片机引脚程序控制引脚作输入者输出连接外围器件电路实现系统整体功完成系统数采集状态检测数运算等功单片机系统具定时系统中断系统根系统功选择性执行单片机寄存器配置选择单片机功
    面详细介绍该型号单片机特点:
    (1)8051单片机升级优化版拥更加强劲CPU
    (2)P30P31端口负责芯片程序编务
    (3)单片机工作电压分35V两种
    (4)存储器通片集成高达1280字节
    (5)设备输入输出端口众
    (6)设备时钟输出3路
    (7)互系统中直接编辑联网供应商
    (8)规模集成电路实现编辑技术列阵PWN
    (9)增强型8051微控制器6时钟机器周期12时钟机器周期选指令代码现8051完全兼容  

    52Protel99SE简介
    Protel99SE软件绘制系统示意图设计时必须创建相应组件库该系统包括基组件包括电阻器电容器常组件找特殊组件时需构建组件库必须学会构建组件英国公司开发款工具软件该软件具传统仿真功支持单片机等微处理器仿真前性强运行性良外围器件仿真工具然前国应处起步阶段研究者推动已成
    高校科研机构工作者重仿真工具
    软件特点:
    (1) 生成种电气连接网络表
    (2) 编辑功强
    (3) 原理图选择级器件
    (4) 时运行原理图PCB
    (5) 实现原理图PCB相互转换
    (6) 满足国际化设计求
    (7) 支持CUPL语言
    (8) 强规驱动设计环境
    (9) 覆铀动重铺
    部具量设计模板供
    52时钟电路模块设计
    电子闹钟包含信号发生器显示模块案件模块电源模块系统硬件电路图图52
    系统AT89C52单片机核心通单片机实现时钟模块数读取实现时钟预期功DS1302然具计时功身没调时显时功种情况避免单片机STC89C52作桥接LCD显示器DS1302利微控制器输入输出端口实现调整时间力
    单片机STC89C52实现数显示调整整系统关键整系统中单片机P0端口作液晶显示器显示端口液晶显示器显示数全部通P0端口发送P1端口制作调节键电路连接接口MCU更显示调整时间 DS1302电子时钟总体设计图示



    键盘设计完成时钟日历校日历时钟显示功整电路两电源+ 5V电源进行供电+ 3V作时钟模块备电源系统电源切断启备电源安波镇时钟模块正常工作电源恢复显示模块然会显示前正确时间会电源断开重置时间
    效避免重新校准
    DS1302种DALLAS涓流充电芯片根图52中容VCC1VCC2供电端口备供电端口DS1302会选择二者电压较作供电接口芯片掉电然保证时钟正常运行连 X1X2晶振接口通该接口够芯片提供晶振频率32768KHz振荡信号 RST复位接口芯片选择接口该接口处高电状态时进行数交换 该接口两种途首先通该接口够运行种命令命令应序列传输寄存器中次通该接口够数传输进行暂停该接口高电状态时全部数传输会复位DS1302启动创造条件数传输程中该接口变低电状态数传输断开输入输出接口转高阻态DS1302进行电程中RST接口始终处低电状态VCC接口电压超25VSCLK低电输入输出接口处数接收状态时RST转成高电实现SCLK控制

    图52 DS1302硬件接线图
    图5DS1302时钟程序流程图芯片运行时进入初始化出现中断信号时芯片数传送MCU进行处理通数码显示然菜单钮钮时数传输时钟芯片设置完成显示果钮直接发送EPROM

    图5 DS1302时钟程序流程图
    闹钟设置:闹钟电路设计通DS1302实时实现闹铃功采键设置闹铃时分钟闹铃时DS1302时相等时候通较闹铃分钟时钟读取分钟设定闹铃时间相分钟超分钟闹铃响
    倒计时功:里倒计时实际采DS1302显示时钟秒差值差值60秒时钟秒差值时钟DS1302走秒倒计时会减少1秒减少0时候60秒重新开始
    53误差校正模块设计
    时间基物理量具连续动流失等特性结合时间概念实践误差相关理定义电子钟误差SS1S2S1嗲表程序运行秒S2代表标准秒S>0时代表走时误差慢反S<0代表快
    文设计电子时钟中误差源晶体频率误差延时误差延迟实践长果断会造成时间走时误差
    键电路设计功实现数输入参数设置硬件原理独立键设计中独立键连接GND接口连接单片机输入输出接口MCU输入输出接口轻微拉动时钮触发GND接通时MCU引脚检测低电信号
    MCU检测信号时MCU检查否钮决定处理执行应操作设计钮时通常会防止抖动程MCU检测速度太快避免程通常会MCU检测键时设计防止抖动程序抖动时间510 ms左右键电路硬件电路图53示
    次设计键实现误差校整误差校正1S通键设置年月日时分秒周参数


    图54误差校正模块工作流程图首先DS1302进行初始化写保护数写入脉存产生高电等需校时时候数会存储新址读取时候新址读1602液晶屏完成校时

    图54 DS1302校正模块流程图
    54显示模块设计
    显示电路LCD1602模块两种形式背光显示二带电源显示模块详细电路图

    图55 1602LCD尺寸图
    参数:
    显示容量:字符
    电压:
    电流:
    优电压数值:5V
    字符规格:
    引脚说明
    第1脚:接
    第2脚:系统工作供电接口接入5V电压值
    第3脚:VL代表显示模块参数调整接口工作状态数显示度进行控制
    第4脚:RS表示寄存器选取节点
    第5脚:RW代表数信号读写接口获取高电信号直接进入数读取流程低电状态进行数写入流程
    第6脚:E接口端定义工作端发生电信号翻转显示模块进入工作环节
    第7~14脚:系统8位双交互通信
    第1516脚:接入背光+极信号


    图56 1602LCD电路图
    图57展示1602工作流程首先进行初始化然写入数步检测否数写入果没数写入直处等钟等数写入止数写入读出数显示

    图57 1602流程图
    55 DHT11温湿度采集模块
    设计采STC89C52单片机外部中断部分LCD1602部分完成测量显示部分利DHT11数字温湿度传感器完成数采集DHT11实现温度湿度高效测量具单线制串行接口需额外部件超长信号传输距离超低耗全部校准数字输出保证产品具良稳定性卓越星该传感器置温度感应元件湿度感应元件成该类应中苛刻应场合佳选择
    次设计系统利DHT11传感器实现环境温湿度检测功DHT11温湿度传感模块相较传统传感器言具更测量优势例实现温度湿度信息时测量相较传统测量系统言结构更简单效节省单片机通信结构具较强抗静电功该传感器突出特点温湿度传感加热器信号转换AD转换汇聚起
    引脚图图57

    图57 DHT11传感器实物图
    (1)引脚介绍:
    连接电源正极
    读取数

    Pin4(VDD)接
    (2)接口说明 :
    导线长度超20米时拉电阻阻值选择5K导线长度超20米时需拉电阻阻值进行详细计算图58:

    图58 DHT11典型应电路
    原:
    1DHT11时序简单
    2DHT11国产参考手册中文没英文懂
    3功少功测量温湿度
    该器件单总线协议需知道电源范围3555V超出范围会损坏传感器超范围传感器会读取正确温度湿度数根部发生障操作时心
    HT11单总线协议次传输40位数换句话说必须次读取DHT11数40
    次说必须读取40位前16位数湿度关中间16位温度关8位验证验证成功表明温度湿度结果正确温度湿度值果验证表示读取时错误温度湿度值时序错误者传感器问题时间限进行采样
    第六章 系统软件设计
    软件设计实质编写系统软件程序次设计需编写两方面程序分程序控制程序编写程序程中需符合求:
    (1)软件设计功需求系统模块整体分成独立部分结构清晰合理软件开发更加流畅合理方便
    (2)养成良编码方式惯注意初始化模块合理合理懒加载合理参数断言样话方便进行代码调试移植修改
    (3)利仿真描绘合理电路图模拟演示
    (4)制作程序流程图
    (5)资源分配合理化
    (6)改善软件干扰预防确保系统稳定性
    控制系统需正常操作操作软件设计硬件设计必须紧密耦合确保系统正常运行实现正常运行满足项目求目标软件编程程中通常会模块化编程方案该方法系统程序进行分解划分函数子程序根函数编写程序代码软件设计成功必须硬件进行测试系统硬件中实现实际硬件求时成功实际创建软件语言控制硬件程序功特殊含义执行部分设计完成应启动程序设计结合系统设计求控制程序进行编写利佳程序根实时情况两类进行适排序
    硬件电路正常操作需软件协作设计程序单片机系统执行程序单片机控制IO引脚实现外围电路操作根系统求编写程序
    (1)编写程序时候选择C语言进行程序编写掌握基C语言语法法
    (2编程程中需编程软件支持利KEIL完成编程工作需安装KEIL软件
    (3)熟练掌握单片机工作原理利设置单片机部储存单元输入输出接口实现外部设备控制需掌握外围器件方法
    (4)编写程序结束需程序转化HEX结尾执行文件该文件载入单片机中查系统整体运行情况

    4步编程基步骤时技巧方法采模块化编程思路进行编程逐调试模块相应程序时候会节省时间减轻工作量
    61程序开发软件简介
    单片机系统开发应开发KEIL软件进行开发设计利该软件完成程序编写工作次选择C语言作次编程语言单片机识01 KEIL软件许方面机接口编译器进行设计编译器包括环境集成高级语言编译器间相互连接模块级语言连接器实现产生机目果写程序设计仅应层代码检查相应语法错误编译环境动完成果软件书面声明错误编译器发现错误程序员提示错误纠正 KEIL开发环境开发员说非常便利仅提供良编程界面提供丰富资源工具KEIL开发环境具许优点程序员Keil开发常见许设备制造商KEIL实性部分芯片支持KEIL软件开发 KEIL软件开发称流行编译器开发工具KEIL软件开发广泛合理简单功强受开发员热捧
    美国企业导研发现阶段51单片机系统搭建程中必少工具该工具面 C程序语言进行开发机器汇编语言进行知C语言够整体结构读性较强提升部集成较丰富库函数供者时读取调微软系统较兼容性仅该环境编译程序效率较高尤完成型软件系统设计中更发挥优势子功阐述
    编译创建hex结尾文件进行保存该文件载入单片机中观察系统整体运行状态否正常需确定系统开发环境次设计采Keil开发环境电脑安装软件然进行工程建立新建工程界面图61示

    图61 新建工程界面
    建立工程开始进行程序编写程序编写KEIL界面图62示

    图62 编写界面
    写程序进行程序编译运行Keil编译界面图63示编写程序正确情况输出界面会显示0错误0警告警告没太问题语法严谨错误程序生成HEX文件需重新查找错误

    图63keil编译界面
    程序成功生成HEX文件时候程序载验证载程序界面图64示

    图64 HEX文件载界面
    第步选择载程序单片机器件型号里选择STC89C52单片机第二步需程序装载进软件路径确定HEX文件访问路径利软件开该执行文件编译文件载入单片机中
    62程序流程图
    系统整体流程图图65系统通电首先完成系统初始化开始运行运行时检测键系统进入时间设定状态果没检测键动作时间温湿度等参数发送显示模块进行显示户设定时间新参数发送显示模块

    图65系统总流程图
    文设计数字时钟运种子程序子程序流程
    系统通电首先完成系统初始化开始运行运行时检测键系统进入时间设定状态果没检测键动作时间温湿度等参数发送显示模块进行显示户设定时间新参数发送显示模块显示实现图41示:

    图41程序流程图
    键处理功检测键否秒加1否检测分键分加1样原理完成时键检测键处理流程图示:


    图42 键处理流程图
    定时器中断检测1秒否单元加1没相原理完成分实检测终显示时间图43示:


    图43
    63 DS1302时钟程序流程图
    首先模块通电系统变量进行初始化DS1302具备写保护写
    保护位清0写入时间数写保护担心1302进行错误操作进行写保护相锁进行操作果时间进行调整取消写保护然复位电路产生高电实现电路复位操作时始终处升写入数接写1302址段时间延时系统写入数址增加时判断数否写完没写完继续重复操作1302连续脉直址写完然单片机进行通信读取部址直址读取完毕数显示屏幕样流程图操作完成图66示

    图66 时钟流程图
    64 LCD显示程序流程图
    显示程序流程图图44:


    图67 LCD显示程序流程图
    第七章 系统调试分析
    71系统制作
    系统整体制作需准备相应工具包括电烙铁焊锡电路板元器件整体系统焊接完成系统调试阶段拟建系统投入前需进行调试系统设计时开发者疏忽产生诸漏洞需进行测试发现漏洞予完善验证系统否实现预期功需求仅验证系统具长期运行性稳定性调试重目效防止系统段时间出现问题述测试结果均符合测试标准说明系统设计较成功
    实物系统完成程中包括步骤
    1制作程中需画原理图进行焊接查找相应器件手册解器件引脚根原理图引脚焊接单片机
    2检测焊接完成器件观察元器件否虚焊漏焊现象
    3万表进行系统硬件电路进行测试首先测试GNDVCC否具短路现象万表否会发出声响声音时候证明系统焊接错误需重新查找系统错误处直万表测量没问题止
    4系统电观察器件否会LED指示亮测量系统电源器件电源否正常
    5程序进行模块化编写测试系统模块程序否会正常执行
    6进行系统整体测试反复进行验证直满意止
    焊接图片图71示:

    图71系统焊接图

    系统实物图片图72示:

    图72系统实物图
    72硬件调试
    面介绍系统硬件部分调试包含系统方电路两部分:
    (1)单片机系统调试:首先电路连接完毕系统电万表测量端口电压情况查晶振电路引脚电压否20V左右利示波器检测ALE口否方波信号输出复位键观察复位引脚否输出高电完成调试程序烧录单片机重建检验系统否正常工作
    (2)方识电路调试:设计电路图完成连接查实现模块否够实现预期时间显示功时观察否够实现时间调整调试直实现功
    焊接时应谨慎心焊接步骤:第步开始焊接:开始前需注意焊接位置清理干净然需焊接元器件两角调整位置定方手掰接电烙铁头碰需焊接元器件脚放焊锡丝第二步焊
    接升温:第二步骤加热焊锡丝加热电烙铁放器件脚旁边轻触焊锡丝慢慢融化注意电洛铁温度需保持400℃左右加热时间保持2秒钟左右时间长焊坏面包板焊盘外类型器件具体操作时区第三部清理焊接面:完成焊接第二步会出现虚焊等问题时应修改焊接足方予补焊焊锡通烙铁头滑动方式余焊锡带走第四部检查焊点:完成述步骤焊接结果进行观察观察焊点否紧固否脚相连点检查误焊接完成
    焊接完成测试电路否导通保证系统正常工作






    图73 系统电测试图
    试图制作第块PCB板第次尝试学指导没出现问题仔细检查整电路开始尝试第块板方面考虑定稿第次做板难免出现种问题板问题:液晶屏没数字显示


    种沮丧发现该出错方问题导致第次测试失败仔细调查发现解决数问题第二板快问题 时钟走


    时钟走原网查阅资料认真书籍文献终找原:原DS1302两数传输线电流太P35
    P16端口加拉电阻加电流终完成设计完成实物图10示


    硬件调试许问题:线没接焊接成功电流法达电路问题电路已开亮度显示LCD屏幕时间会显示第响应时钟模块代码否问题验证确认没问题然检查否电路短路问题解决互联网找时钟什会动问题互联网找答案知道否正确试验发现真会走时心情激动
    73软件调试
    采C语言进行编程相较汇编语言言C语言具定优势首先C语言出色便携性种高级语言程序员阅读容易理解利KEIL编程软件通C语言系统程序进行编写编程程中运模块化设计方案基写出面应架构确保系统够编译历史模块 实现应程序创建完成寄存器设置发送接受字符数等相关功写入功显示输出LCD1602显示程序写入显示时间日期需DS1302中进行读取读取传送液晶屏中显示样需1302时钟模块1602液晶模块时间日期读取程序液晶显示程序
    程序流程图图74示首先DS1302定时器进行初始化调键程序程序外部中断键调时读取DS1302相关信息液晶屏显示

    图74电子钟程序流程图
    软件设计程中首先子程序进行设计通编写显示程序实现第子程序编写编写显示程序程中发现数显示出显示方框界面图74示

    图74 显示方框程序
    通查找程序发现程序中引脚设置正确ENRW引脚位置互换显示程序正常执行正常显示图75示:


    图75 正常显示程序
    通整体调试系统正常工作图56示

    图56 系统软件正常工作

    软件调试花费时间软件方面问题话直接影响硬件显示软件调试成功话硬件正常显示次调试中深刻体会知识储备足硬件原件够解硬件引脚某方出现错误会造成错误调试工作显更加烦琐方出现错误难子找问题源头需重新遍时候设置粗心意认没错找出问题根源焦虑时知道办第时间想找学帮忙说旁观者清学指导找错误时恍然悟项细致工作需加强身练练接触然信手沾
    第八章 总结
    现止毕设东西已介绍完毕次挑战难度说疑非常艰难选题开始处手状态题目起感觉难通俗易懂仔细分析困难首先查资料解元件功确定设计方案画图编写程序仿真调试制作实物调试环节说乐观时间真点够时学方面知识太少导致两眼抹黑
    开题报告做出时候感觉挺轻松等真正动手会会课堂学知识感觉够起前次程序设计难型程序设计参考资料需元件解差然动手写建设力限制遭遇难突破瓶颈法继续回校学校时找老师学沟通图书馆资料丰富便时查阅学校学氛围较浓厚放弃偷懒心理毕竟着舍友认真完成会着急抱着侥幸心理许家时法完成设计文书写基参考文模板整体框架说格式吧然直接添加需容 写着写着感觉字数点够第次写字文点头疼导致摘抄太查重太高降重非常头疼件事软件部分C语言方面接触bug需耐心修改调试东西急做硬件方面老师求做实物刚前课程学焊接动手请教做美观勉强次毕设言极考验开心做毕设时组学帮助意义重动力
    通次文设计单片机认识更加深刻点设计单片机系统详细解功基实现:显时调时校时闹钟温湿度倒计时互联网已融入生活中网络设计中发挥重作传统纸质书籍中没参考资料私奉献互联网资料更琳琅满目丰富彩文51单片机控模块完成线路功模块进行设计研究详细阐述系统搭建流程C语言完成程序编写
    次毕业设计学少知识特理实践结合重性运现实生活中学理知识进行实践检验真理学会需资料进行检索掌握单片机仿真软件keil软件




    致 谢
    数月努力系统设计终成功完成系统设计进行测试程中体会毕业设计学四年总结测试学时期学东西做学知识水毕业设计中考验学获知识没尝试设计话会发现掌握知识水程度少
    称淡学中间真正解脱尝试中深刻体会步阶梯遇困难获成功次次快乐没失败没成功记住失败害怕曲折毕业设计深刻体验谢谢老师感谢您耐心指导感谢您认真责感谢您您带便请里表示崇高敬意
    里必须感谢朋友感谢家陪伴日子高兴学间趣讨互勉进接生中希家闯出番天
    感谢父母支持学业帮助追求梦想追求价值观
    参考文献
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    文档贡献者

    王***朝

    贡献于2020-09-01

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