毕业设计（论文）-多功能时钟控制器设计.doc

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1、毕业设计（论文）目 录摘要(1)ABSTRACT(2)第1章前言(3)第2章设计电路原理和器件简介(4)第2.1节总体设计电路框图 （4）第2.2节AT89S52单片机介绍（4）第2.3节各功能模块器件应用说明 （8）2.3.1液晶显示简介 （8）2.3.2温度传感器说明 （9）2.3.3数字时钟简介（10）2.3.4键盘调节模块（11）第3章系统硬件电路设计(13)第3.1节硬件设计原理图（13）第3.2节单片机外围电路原理（13）3.2.1复位、时钟、电源电路原理（13）3.2.2DS1302实时时钟芯片说明（14）3.2.3128*64 LCD接口和显示原理（17）3.2.4高精度数字温

2、度传感器DS18B20实现方式（19）3.2.5键盘对于时间调节功能实现说明（21）第4章系统软件设计(22)第4.1节软件设计流程图（22）第4.2节各模块程序框图（23）第4.3节软件主程序和各模块子程序（25）第5章时钟控制系统调试(27)第5.1节单片机应用系统调试工具说明（27）第5.2节程序调试（28）结论（29）参考文献（30）致谢（31）附录（32）【摘要】 本论文介绍了多功能时钟控制器的系统设计。系统具有时间设置及显示、定时闹铃、温度检测并显示等功能。系统以 AT89S52单片机为核心，主要进行基于AT89S52低功耗MCU的字符型数字钟及其系统的研究。系统带有GXM1286

3、4液晶显示器，配合按键提供友好的用户界面，操作简单，同时具有实时温度检测功能。该数字钟能够长期、连续、可靠、稳定的工作；同时还具有体积小、功耗低等特点，便于携带，使用方便。系统设计包括单片机及其外围硬件部分和计算机软件编程部分。硬件部分主要为软件的实现提供一个运行的基础，计算机软件编程主要实现键盘调节、液晶显示、温度检测等各模块的功能，采用C语言编程。关键字 单片机 液晶显示 温度检测 数字钟 键盘输入 【ABSTRACT】 This thesis describes the design of a multifunctional digital clock and control syste

4、m. It as displaying and setting time for clock and alarm, this system has another special feature, as temperature measurement and display. The core part of the system is based on a king of an advanced MCU, AT89S52, this system mainly carries on low power consume MCU the character list type the resea

5、rch of the digital clock and its system according to the AT89S52. The system takes GXM 128*64 Liquid Crystal Display, matching with a key to provide amity of customer interface, the operation is simple, having the temperature examination function in the meantime. Consecution, credibility, stable wor

6、k, still have a physical volume in the meantime small, the power consume a low etc. characteristics, easy to take, the usage convenience. The system design includes a MCU with its periphery hardware circuit unit and a computer soft programming unit. The hardware circuit unit only provides the run ba

7、sement for the software, the computer software programming unit mainly contains keyboard adjust, Liquid Crystal Display, temperature examination functions, adoption the C language.KeywordSingle-Chip Microcomputer, LCD, Temperature Examination, Digital Clock, Keyboard Input第1章前言近年来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应

8、用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。因此，可以利用单片机来控制一些外围电路实现更多的功能，比如数字时钟，温度测控，屏幕显示等。数字钟是采用数字电路实现对时，分，秒数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭,车站，码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路、单片机技术的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度,远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地

9、扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究多功能数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差、测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号后才能由单片机处理，因此，本次设计采用一种数字温度传感器来实现，以实现其高性能。单片机的主要输出方式除了发光二极管，数码管以外，还有一种重要的方式：液晶显示。液晶模块已经成为单片机系统的一个重要输出器件，液晶显示正广泛应用于便携

10、式仪器仪表、智能充电、消费类电子产品领域。对于现在流行的嵌入式电子产品，显示输出模块是必不可少的，而且液晶显示最大的优点就是能够实现友好的人机界面，在诸多的显示方式中，液晶显示已经成为首选。第2章设计电路原理和器件简介第2.1节总体设计电路框图本设计以AT89S52单片机为核心，控制其它外围电路，以液晶显示作为其显示方式，通过4个按键实现时间调节功能，用三端稳压管7805把9V直流电源转换为5V直流电作为单片机的工作电压，通过外接的编程口STK500实现对单片机的在线编程，高精度的温度传感器实现对周围的温度的测量，利用实时日历时钟芯片提供当前的年、月、日、星期、小时、分钟、秒钟，时钟电路提供单

11、片机的工作时钟，复位电路实现对单片机的复位功能。总体框图如下图（1）：图（1）第2.2节AT89S52单片机介绍单片机全称单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），指的是一种单硅片上集成微型计算机主要功能部件的集成芯片。AT89S52其内部集成了中央处理器（CPU）、随机数据存储器（RAM）、只读程序存储器（ROM）、定时器/计数器、输入/输出（I/O）接口电路和串行通信接口等主要功能部件。S52单片机引脚分布如图（2）：图（2）1、电源引脚VCC和GNDVCC（40脚）：电源端，为+5V。GND（20脚）：接地端。2、时钟电路引脚XTAL1和XTAL2XTAL1:

12、振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。3、控制信号引脚RST、ALE、PSEN、EARST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。

13、为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。4、I/O输入输出端口P0、P1、P2、P3P0：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表（1）所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。