at89c51单片机的多功能数字钟设计(附件)【字数：9102】
摘 要本文讲解了一款基于AT89C51单芯片多功能数字时钟设计，简单叙述了数字时钟的设计方案，仔细描述了硬件组成和软件设计的具体过程。时钟的核心控制装置选用AT89C51微型控制器，时间计数芯片则采用常见的DS1302数字芯片，再装配LCD-12864为显示装置。DS1302可以直接读取时刻和日期，进行数据转换，设备的物化稳定性高、线性度好，可以自主进行时、分、秒、年、月、日、周的计算，同时自主实现闰年补差。能直接向Single Chip Microcomputer发送数字化信号，在极大的程度上方便了对核心控制器件的控制和处理。LCD-12864是一种生活很是常见的的液晶屏显示设施。它的屏幕辨别率是128 * 64，表示8 * 4行16 * 16点阵字符的显示，同样会完成图案显示，另一个重要的特性是低电压功耗。在方案里面采取常用的汇编语句写入微控制器。同时在现实仿真调试的过程中，进行与实际时钟的对比，找出错误的源头，创建调节差别的方式，尽可能的减少差异。使系统可以实现与实际时间高度一致的准确性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 设计背景 1
1.2 数字时钟设计方案 1
1.2.1 方案一 1
1.2.2 方案二 1
1.3 方案二的设计框图 2
第二章 主要元器件介绍 3
2.1 AT89C51的性能介绍 3
2.2 DS1302概述 5
2.2.1 DS1302的基本情况 5
2.2.2 DS1302的结构及工作原理 5
2.2.3 引脚功能及结构 6
2.2.4 DS1302的控制字节 6
2.2.5 数据输入与输出(I/O) 7
2.2.8 DS1302与CPU的连接 8
第三章 硬件设计 9
3.1 单片机最小系统设计 9
3.1.1 按键模块 9
3.1.2 振荡电路和复位电路 10
3.2 DS1302与单片机的接口电路 11
3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3 显示电路 11
第四章 软件设计 13
4.1 编程软件KEIL51介绍 13
4.2 程序主体设计 14
4.2.1 主程序流程图 14
4.2.2 子程序流程图 15
第五章 仿真软件 16
5.1 PROTEUS仿真软件介绍 16
5.1.2 Proteus ISIS的基本操作 16
5.2 仿真调试 20
5.2.1 绘制仿真原理图 20
5.2.2 系统调试 20
5.2.3 开始仿真 21
结束语 25
致谢 26
参考文献 27
附录 28
第一章 绪论
1.1设计背景
因为信息的快速发展，大家的生活开始步入多元数字化与信息化。“时间”成为人们生活中不可或缺的信息组成。因此数字时钟是如今生活中结合信息和数字化为一体的设计。而此中主控设备的微型控制器则是当今电子装备的核心。单片机在20世纪70年代被世人知晓。它是微型电脑的一个重要分支，经过这么多年的进一步发展，已经被各行各业广泛应用。原因就在于它的重量轻便，体积小巧，对于环境要求较低，抗干扰能力却很强；同时价格实惠，灵活性强，十分可靠。
DS1302是精密电流充电的低功耗实时时钟电路，可以对年、月、日、周、时、分、秒实现准确的计算，闰年补偿是它的另一个明显特性，不单单计时偏差小，同时使用寿命也较长。作用于数字电子钟有显而易见的显示效果，不但能同时显示年、月、日、周、时、分、秒信息，还具有时钟实时校验的强大功能。而该电路的核心则是AT89C51，原因就在于它的功耗低，可工作在3V的低电压，供电电压可采取低电压。
LCD12864是一种生活中常见的液晶屏显示设备。它的屏幕辨别率是128 * 64，表示8 * 4行16 * 16点阵字符的显示，同样会完成图案显示，另一个重要的特性是低电压功耗。
数字时钟具有方便读取，电路简单，功能多样化，低成本等优点，符合电子仪器的发展，市场前景广阔。
1.2 数字时钟设计方案论证
1.2.1 方案一
可以通过SMC内部定时器作为二次计算，然后使用不一样的地址单位记录时、分。然后LCD12864显示时间。这个设计误差偏大，因为单片机程序读取时间会产生错误；第二，程序编写也比较复杂。
1.2.2 方案二
使用数字芯片DS1302计算日期，输出数字信号。数字计数芯片DS1302和AT89C51单片机组成数字时钟器件，它不仅可以直接输出时钟的数字信号，还可以直接与计算机相连。通过AT89C51单片机进行控制，软体编写的方面具有很高的自由度，可编程实现多种的逻辑控制和算术算法，重要的是体积小巧，便于安装，硬件实现也较为简单。再选用低功耗的LCD12864作为液晶显示芯片。
从上面的两种方案我们很容易比较出，采用方案二，电路简单明了，软件设计也较为方便，并且日期计算精准。所以我决定选用方案二。
1.3 方案二的设计框图
数字时钟电路设计的总体框图如图11所示，控制器选用单片机AT89C51，时间计数器采用DS1302，再配有LCD12864显示屏：
/
图11 总体设计方框图
第二章 主要元器件说明
2.1 AT89C51的性能简介
AT89C51是一种性能高。电压低的八位单片机，它是由美国ATMEL公司研发。它的内部具有4K字节的可重复擦写的只读存储器，256字节的随机存储器。这种单片机运用了高精度、不以丢失的存储技术生产，与标准的51单片机指令系统和8052系列产品的引脚完全兼容。内置八位中央处理器单元和存储单元，使其非常适合用于复杂控制应用的场合
2.1.1 AT89C51的主要特征
（1）32位可编程的输入输出线
（2）5个中断源
三级的程序存储器锁定
（4）内部RAM拥有 128*8位
（5）串行通道可以编程
（6）与标准51单片机指令系统兼容
目 录
第一章 绪论 1
1.1 设计背景 1
1.2 数字时钟设计方案 1
1.2.1 方案一 1
1.2.2 方案二 1
1.3 方案二的设计框图 2
第二章 主要元器件介绍 3
2.1 AT89C51的性能介绍 3
2.2 DS1302概述 5
2.2.1 DS1302的基本情况 5
2.2.2 DS1302的结构及工作原理 5
2.2.3 引脚功能及结构 6
2.2.4 DS1302的控制字节 6
2.2.5 数据输入与输出(I/O) 7
2.2.8 DS1302与CPU的连接 8
第三章 硬件设计 9
3.1 单片机最小系统设计 9
3.1.1 按键模块 9
3.1.2 振荡电路和复位电路 10
3.2 DS1302与单片机的接口电路 11
3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3 显示电路 11
第四章 软件设计 13
4.1 编程软件KEIL51介绍 13
4.2 程序主体设计 14
4.2.1 主程序流程图 14
4.2.2 子程序流程图 15
第五章 仿真软件 16
5.1 PROTEUS仿真软件介绍 16
5.1.2 Proteus ISIS的基本操作 16
5.2 仿真调试 20
5.2.1 绘制仿真原理图 20
5.2.2 系统调试 20
5.2.3 开始仿真 21
结束语 25
致谢 26
参考文献 27
附录 28
第一章 绪论
1.1设计背景
因为信息的快速发展，大家的生活开始步入多元数字化与信息化。“时间”成为人们生活中不可或缺的信息组成。因此数字时钟是如今生活中结合信息和数字化为一体的设计。而此中主控设备的微型控制器则是当今电子装备的核心。单片机在20世纪70年代被世人知晓。它是微型电脑的一个重要分支，经过这么多年的进一步发展，已经被各行各业广泛应用。原因就在于它的重量轻便，体积小巧，对于环境要求较低，抗干扰能力却很强；同时价格实惠，灵活性强，十分可靠。
DS1302是精密电流充电的低功耗实时时钟电路，可以对年、月、日、周、时、分、秒实现准确的计算，闰年补偿是它的另一个明显特性，不单单计时偏差小，同时使用寿命也较长。作用于数字电子钟有显而易见的显示效果，不但能同时显示年、月、日、周、时、分、秒信息，还具有时钟实时校验的强大功能。而该电路的核心则是AT89C51，原因就在于它的功耗低，可工作在3V的低电压，供电电压可采取低电压。
LCD12864是一种生活中常见的液晶屏显示设备。它的屏幕辨别率是128 * 64，表示8 * 4行16 * 16点阵字符的显示，同样会完成图案显示，另一个重要的特性是低电压功耗。
数字时钟具有方便读取，电路简单，功能多样化，低成本等优点，符合电子仪器的发展，市场前景广阔。
1.2 数字时钟设计方案论证
1.2.1 方案一
可以通过SMC内部定时器作为二次计算，然后使用不一样的地址单位记录时、分。然后LCD12864显示时间。这个设计误差偏大，因为单片机程序读取时间会产生错误；第二，程序编写也比较复杂。
1.2.2 方案二
使用数字芯片DS1302计算日期，输出数字信号。数字计数芯片DS1302和AT89C51单片机组成数字时钟器件，它不仅可以直接输出时钟的数字信号，还可以直接与计算机相连。通过AT89C51单片机进行控制，软体编写的方面具有很高的自由度，可编程实现多种的逻辑控制和算术算法，重要的是体积小巧，便于安装，硬件实现也较为简单。再选用低功耗的LCD12864作为液晶显示芯片。
从上面的两种方案我们很容易比较出，采用方案二，电路简单明了，软件设计也较为方便，并且日期计算精准。所以我决定选用方案二。
1.3 方案二的设计框图
数字时钟电路设计的总体框图如图11所示，控制器选用单片机AT89C51，时间计数器采用DS1302，再配有LCD12864显示屏：
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图11 总体设计方框图
第二章 主要元器件说明
2.1 AT89C51的性能简介
AT89C51是一种性能高。电压低的八位单片机，它是由美国ATMEL公司研发。它的内部具有4K字节的可重复擦写的只读存储器，256字节的随机存储器。这种单片机运用了高精度、不以丢失的存储技术生产，与标准的51单片机指令系统和8052系列产品的引脚完全兼容。内置八位中央处理器单元和存储单元，使其非常适合用于复杂控制应用的场合
2.1.1 AT89C51的主要特征
（1）32位可编程的输入输出线
（2）5个中断源
三级的程序存储器锁定
（4）内部RAM拥有 128*8位
（5）串行通道可以编程
（6）与标准51单片机指令系统兼容
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