电子时钟课程设计.

单片机实训课题电子时钟

班级11电气本1班学号********** 姓名陈后亥

指导教师叶文通

日期2013.12.30~2014.1.3

摘要

随着时代的进步，越来越多的电子厂品趋向于低成本，高性能，耐用性好的方向发展。特别是趋向于自动化控制的方向走。89c51作为控制芯片是最好不过的选择啦。它具有强大的功能，并且简单易于操作，安全性与稳定性较高，价格便宜，适合中小型电子厂品开发中的控制器。就像我们的课程设计，基于89c51单片机的电子时钟的课程设计。

这款课程设计用到的主要材料有89c51单片机，1602液晶显示屏，矩阵键盘，以及一些电容电阻元件等等。

使用89c51作为电子时钟的控制器很简单，就是由于其经济型与稳定性和易操作性。显示电路上，选择使用1602液晶显示屏上。1602不仅操作上臂数码管简单许多，而且使用1602能在很大程度上是电路图尽量简化，便于操作与错误的检修。并且1602价格也比较便宜。

基于89c51电子时钟的设计，利用了单片机内部的一个自带定时/计数器来实现定时功能，并通过内部程序，实现对时分秒，年月日这几个输出数值的自增，并且通过编写程序，实现通过键盘控制时分秒，年月日大小的调整，这是必要的功能。最后通过1602液晶显示电路将时间显示在其上。

这样的电子时钟比较精准，其主要误差来源与晶振的误差，即使是这样，他的误差也只是微妙级别，对于日常生活中的时间计数是足够的。

关键词：89c51单片机；1602液晶显示屏；矩阵键盘；keil软件

目录摘要

1单片机简介

1.1 单片机概述

1.2 单片机基本结构

21602液晶显示屏简介

1.11602显示原理

1.21602指令集合

3 电子时钟硬件设计

3.1 功能框图

3.2 单片机复位与晶振电路

3.3 1602显示电路

3.4 总体电路设计

4 电子时钟软件设计

4.1 程序流程框图

4.2 程序源代码

参考文献

致谢

1 单片机简介

1.1单片机概述

单品微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit）, 常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。

单片机作为应用最广泛的控制系统之一，具有体积小，易于控制，价格便宜，安全可靠等等优良的性能而被广泛的关注。无论是小到儿童玩具，到工业控制系统，大到航天航空系统的设计与操作之中，随处可见单片机的踪影。大学电子专业，电气专业，通信等专业开设单片机课程，对人才的培养无疑是有着重大的意义的。

单片机的学习，主要是注重于对单片机内部存储结构，引脚的结构与功能，以及各引脚之间的区别，用法上面的不同。同样，单片机是一门技术，需要大量的动手实践才能真正的掌握其基本原理，才能真正的控制单片机并设计其程序，使其运行在指定的程序之下。

由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机，直到目前基于8031的单片机还在广泛的使用。在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。事实上单片机是世界上数量最多处理器，随着单片机家族的发展壮大，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。

1.2单片机基本结构

单片机由运算器、控制器、存储器、定时/计数器、I/O输入输出通信接口等等。

2 1602液晶显示简介

2.1 1602显示原理

图2.1 1602显示屏

如图2.1所示为1602显示屏的实物图，共有16各管脚，其管脚功能如下所示：1号管脚为GND,是电源接地端。

2号管脚为VCC，是电源端，接到5v电源。

3号管脚为VCOM端，为屏幕显示亮度调节段，通过一个电位器来实现亮度调节。

4号管脚为RS端，为数据/指令输入控制端。

5号管脚R/W端，为读/写控制端。

6号管脚为LCDEN端，显示屏使能端。

7号至14号管脚为数据/指令输入端口。

15号与16号管脚为电压偏置端。

1602显示屏的控制是通过4、5、7号管脚来实现控制它数据指令的写入也数据的显示功能，他的一半电路接线法是：1号与16号管脚接地；2号与15号管脚姐5V直流电源；3号管脚接一滑动变阻器并串联一电阻实现电流的调节实现显示亮度的调节；4号、5号、6号分别为控制端，接在单片机的任意三个管脚上，实现控制功能；7号至14号管脚为数据输入端；接在单片机的一组I/O口上，实现数据的传输与通信。器电路的一般电路接法如图2.2所示。

图2.2 1602的一般接线方法

1602显示屏的工作原理是根据它的时序图来实现的，如图2.3所示，为1602的时序图。由于本课程设计只需要将数据写于1602显示屏上，所以可以将R/W端一直拉低，始终处于向1602写数据/指令的状态；在向1602写指令的时候，给RS一个高电平，进入写指令的初始段，之后再给E端口高电平，随之将数据通过一组I/O口送至1602的数据/指令输入端，即实现指令的输入；对于数据的输入，与指令的输入相似，唯一不同之处在于，指令的输入，RS位高电位，而数据的输入时，RS为低电位。对于时序图上面的标注的时间，都是以毫秒来计数的，而单片机的机器周期或是说指令周期是以微妙来计数的，所以在此就不过多的讨论时间的准确性问题。但对于一些其他的对时间要求很严格的芯片，就不能将时间差不考虑，不如说温度检测传感芯片18B20等等；

1602可以显示两行数据，每行16个字符，不能显示汉字。在进行操作的时候需要注意的是每行显示数据地址的选择。1602的第一行可见地址为输入指令0X80；第二行的地址为输入指令0X80+0X40来实现的。