基于STC89C52单片机电子钟设计说明.doc

信息科学与技术学院单片机原理与应用课程设计报告课题名称：基于STC89C52单片机电子钟设计学生：黄友 学 号：2010508119专业年级：电信10（2）班 指导教师：更新 完成时间：2013-07-06 / 目 录1.直流电机控制系统概述11.1系统描述11.2直流电机概述12.题目与要求22.1 题目22.2要求23直流电机功能设计与描述23.1直流电机的介绍23.1.1直流电机的结构23.1.2直流电机的工作原理23.1.3直流电机主要技术参数33.1.4直流电机的特点33.1.5直流电机的用途43.2数码管转速显示43.3电动机驱动电路设计53.4控制直流电机的状态53.5模块流程64.总体方案设计64.1 设计思路64.2 设计原理74.3运行环境74.4详细设计74.4.1 所需元件与功能75.直流电动机调速控制电路仿真85.1原理图布局85.2运行结果图96.源代码117.总结138.参考文献14基于STC89C52单片机电子钟设计1.单片机电子钟系统概述1.1电子钟的描述数字电子钟是采用电子电路实现对年、月、日、时、分、秒数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体震荡器的广泛应用，使得数字电子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，成为人们日常生活中不可缺少的必需品。

1.2电子钟的概述20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快随着科技的发展和社会的进步，人们对钟表的要求也越来越高，传统的钟表已不能满足人们的需求单片机在多功能电子钟中的应用已是非常普遍的，人们对电子钟的功能与工作顺序都非常熟悉电子时钟是采用数字电路实现对时间、日期数字显示的计时装置，是人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以与车站、航站、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各个仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理；以与我们生活中广泛使用的各种智能IC卡等，这些都离不开单片机以前没有单片机时，这些东西也能做，但是智能使用复杂的模拟电路、然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，与元件不断老化，控制精度自然也会达不到标准在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。

这样产品的体积变小了，成本也降低了随着电子技术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使用起来很不方便根据这种实际情况，设计了一个单片机多功能电子钟系统，他可以避免多种控制器的混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制，同时又可以进行时钟校准，它可以任意设置时间这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人们的劳动，扩大了数字化的围，为家庭数字化提供了可能2.题目与要求2.1 题目基于STC89C52单片机电子钟设计2.2要求（1）在LCD1602液晶显示器上显示年份、月、日、星期、时、分、秒、2）年-月-日-星期显示在第一行，格式XX-XX-XX-星期X；时-分-秒显示在第二行，格式XX-XX-XX（24小时格式） （3）用按键任意更改显示的时间： 1）S1按键功能是停止时钟，进行设置显示的时间，光标移动 2）在s1按下的时候，s2进行时间的增加按一次就增加1 3）在s2按下的时候，s3进行时间的减少按一次就减少1.3.方案选择与论证3.1 单片机芯片的选择方案和论证（1）、方案一: 采用STC89C52芯片作为硬件核心STC89C52部具有8KB ROM 存储空间,512字节数据存储空间，带有2K字节的EEPROM存储空间，与MCS-51系列单片机完全兼容,STC89C52可以通过串口下载。

2）、方案二:采用AT89S52AT89S52片具有8K字节程序存储空间，256字节的数据存储空间没有EEPROM存储空间，也与MCS-51系列单片机完全兼容，具有编程可擦除技术由两种单片机都完全能够满足设计需要，而STC89C52相对ATS89C52价格便宜，且抗干扰能力强考虑到成本因素，因此选用STC89C523.2 显示模块选择方案和论证（1）、方案一：采用点阵式数码管显示点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，可用来显示数但体积较大，且价格也相对较高，从便携实用的角度出发，不采用此种方案2）、方案二：采用LED数码管动态扫描LED数码管价格便宜,对于显示数字最合适,但功耗较大，且显示容量不够，所以也不用此种方案3）、方案三：采用LCD液晶显示屏液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字，显示多样,清晰可见,且价格适中，所以采用了LCD数码管作为显示3.3 电路设计最终方案决定综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用STC89C52单片机作为主控制系统;采用1602 LCD液晶作为显示器件4.硬件原理电路图的设计与分析4.1STC89C52介绍4.1.1 STC89C52主要功能与PDIP封装STC89C52是由宏晶科技公司生产的与工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机。

STC89C52主要功能如表2.1所示，其PDIP封装如图2.1所示主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能表2.1 STC89C52主要功能4.1.2 STC89C52引脚介绍(1) 主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源GND(Pin20)：接地线(2) 外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片振荡电路的输出端(3) 控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从部程序存储器读指令4) 可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。

P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7 P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7 P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7图2.1 STC89C52 PDIP封装图4.1.3 STC89C52最小系统最小系统是指能进行正常工作的最简单电路STC89C52最小应用系统电路如图2.2所示它包含五个电路部分：电源电路、时钟电路、复位电路、片外程序存储器选择电路、输入/输出接口电路其中电源电路、时钟电路、复位电路是 保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可1) 电源电路 芯片引脚VCC一般接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源电压围在4~5.5之间，可保证单片机系统能正常工作为提高电路的抗干扰性能，通常在引角Vcc与GND之间接上一个10uF的电解电容和一个0.1uF片电容，这样可抑制杂波串扰，从而有效确保电路稳定性2) 时钟电路 单片机引脚18和引脚19外接晶振与电容， STC89C52芯片工作频率可在2~33MHz围之间选，单片机工作频率取决于晶振XT的频率，通常选用11.0592MHz晶振。

两个小电容通常取值3pF，以保证振荡器电路的稳定性与快速性3) 复位电路 一般若在引脚RST上保持24个工作主频周期的高电平，单片机就可以完成复位，但为了保证系统可靠地复位，复位电路应使引脚RST保持10ms以上的高电平如图复位电路带有上电自动复位功能，当电路上电时，由于C1电容两端电压值不能突变，电源+5V会通过电容向RST提供充电电流，因此在RST引脚上产生一高电平，使单片机进入复位状态随着电容C1充电，它两端电压上升使得RST电位下降，最终使单片机退出复位状态正常运行时，可按复位按钮对单片机复位图2.2 STC89C52最小系统4.2 LCD1602液晶显示器介绍4.2.1 LCD 1602液晶概述工业字符型液晶，LCD1602是指显示的容为16*2，能同时显示两行，每行16个字符常见的1602字符液晶有两种，一种显示绿色背光黑色字体，另一种显示蓝色背光白色字体，目前市面上绝大多数基于HD44780液晶芯片控制，原理是完全一样的本课题所用1602液晶模块，显示屏是蓝色背光白色字体如图2.5所示图2.5 LCD 1602字符液晶4.2.2 LCD1602引脚介绍编号符号引脚说明编号符号引脚说明1GND电源地2VCC电源正极3VO液晶显示对比度调节端4RS数据/命令选择端5R/W读写选择6E使能信号7D0数据口8D1数据口9D2数据口10D3数据口11D4数据口12D5数据口13D6数据口14D7数据口15BLA背光电源正16BLK背光电源负表2.4 1602字符液晶引脚说明各个引脚具体功能说明：第1脚：GND为地电源。

第2脚：VCC接5V正电源第3脚：VO为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生重影，使用一个1K的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，液晶模块执行命令第7~14脚：DB0~DB7为8位双向数据线第15~16脚：背光灯电源4.2.3 LCD1602字符液晶使用方法（1）基本操作时序操作输入输出读状态RS＝L，RW＝H，E＝HD0~D7＝状态字读数据RS＝H，RW＝H，E＝HD0~D7＝数据写数据RS＝H，RW＝L，D0~D7＝数据，E＝高脉冲无表2.5 1602字符液晶读写状态表图2.6 1602液晶写时序图图2.7 1602液晶读时序图（2）RAM1602液晶控制器芯片部。