单片机实验报告

基于 1602 电子时钟设计
电子信息工程 班级 学号
一、任务及要求
设计任务： 以单片机为核心设计一个电子时钟。能焊接开发板的同学，在开发板上进行调 试。 （1）时间显示在 1602 液晶上，并且按秒实时更新。 （2）使用按键随时调节时钟的时、分、秒，按键可设计三个有效键，分别为功能选 择键、数值增大键和数值减小键。 （3）每次有键按下时地，蜂鸣器都以短“滴”声报警。 （4）如何继续断电前的时间。 设计要求： （1）确定系统设计方案； （2）进行系统的硬件设计； （3）完成必要的参数计算与元器件选择； （4）开发板焊接及测试 (5）完成应用程序设计； (6）应用系统的硬件和软件的调试。
1602 液晶屏显示：1602 液晶也叫 1602 字符型液晶 它是一种专门用来显示字母、 数字、符号等的点阵型液晶模块采用液晶显示。液晶显示功耗低，轻便防震。由于设计 显示信息比较多，占用的系统资源少，操作方便。 因本设计显示的字符较多， 1602LCD 可以显示 32 个字符， 而 8 段数码管显示的字符 较少，且操作比液晶显示略显繁琐，所以采用 1602 液晶屏组成本设计的显示模块。 流程：LCD 初始化-检测忙碌状态-写指令-写数据-显示数据 显示模式：16X2 显示，5X7 点阵，8 位数据接口；开显示，无光标，无闪烁；光标 右移、文字移动无效。 1602 型读写操作规定：
等级:
课 程 设 计
课程名称 课题名称 单片机原理及应用 基于 1602 电子时钟设计
专 班 学 姓
业 级 号 名
电子信息工程
指导老师
2017 年 12 月 21 日
电气信息学院
课程设计任务书
课题名称 姓 名 专业 指导老师 课程设计时间 师 教研室意见 意见： 2017 年 12 月 4 日-2017 年 12 月 15 日（14、15 周） 审核人：
因为 LCD 是个慢显示器件，在写每条指令前要先读其忙碌状态。忙碌标志位为 BF， 位于 DB7 位Biblioteka BaiduBF=0,表示不再执行写指令，BF=1，忙碌就等待。
2.3 时间计算模块的选择
方案（1） ：采用 STC89C52RC 芯片 STC89C52RC 单片机内部带有定时/计数功能，此定时功能是通过对外部晶振的脉冲 进行计数，从而达到计时功能，只要使用 12MHZ 实现零误差的计时。 方案（2） ：采用 DS1302 芯片 DS1302 是美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟芯片。 该芯片采用 3 线串行接口方式，可提供年月日、星期、时分秒等时间信息，并可根据月 份和闰年的情况自动调整月份的结束日期。 内部带有 31 个字节 RAM， 用于存放临时性数 据，同时具有可编程涓细电流充电能力。 在跟其他组的对比中，方案（2）的效果更好，但是需要不同的方案做这个电子时 钟，于是我们选择了方案（1） 。
第 1 章 课题设计
设计任务：以单片机为核心设计一个电子时钟。能焊接开发板的同学，在开发板上 进行调试。 （1）时间显示在 1602 液晶上，并且按秒实时更新。 （2）使用按键随时调节 时钟的时、分、秒，按键可设计三个有效键，分别为功能选择键、数值增大键和数值减 小键。 （3）每次有键按下时地，蜂鸣器都以短“滴”声报警。 （4）如何继续断电前的时 间。
第 2 章 系统方案设计
2.1 单片机芯片选择
采用传统的 STC89C52RC 芯片作为硬件核心：该芯片具有 8KB 在线系统可编程 Flash 存储器。STC89C52RC 使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进使得芯片具有 传统 51 单片机不具备的功能，并且可直接使用串口下载。
2.2 显示模块的选择
二、进度安排
第一周： 周一：集中布置课程设计相关事宜，并查阅、收集相关设计资料。 周二：系统方案设计。
周三～周五：实验室进行硬件设计，软件设计及调试。
第二周： 周一～周二：实验室系统仿真及硬件调试。 周三：实验室检查调试结果。 周四：撰写设计报告。 周五：进行答辩和上交设计说明书。
三、参考资料
1、周向红.51 系列单片机应用与实践教程.北京航空航天大学出版社.2008.5 2、周向红.51 单片机课程设计.华中科技大学出版社.2011.1 3、王迎旭.单片机原理及应用（第 2 版）.机械工业出版社.2012.2 4、郭天祥.51 单片机 C 语言教程（入门提高开发拓展全攻略）.电子工业出版社.2012.1 5、樊思奇.80C51 单片机 C 语言程序设计完全手册.电子工业出版社.2014.5 6、彭伟.单片机 C 语言程序设计实训 100 例基于 8051+Proteus 仿真.电子工业出版 社.2009.6 7、孙安青.MCS-51 单片机 C 语言编程 100 例（第二版）.中国电力出版社.2017.6 8、赵建领.零基础学单片机 C 语言程序设计.机械工业出版社.2012.9
1
读状态 写指令 读数据 写数据
输入 输入 输入 输入
RS=0,RW=1,E=1 RS=0,RW=0,DB0~DB7=指令码， E=高脉冲 RS=1,RW=1,E=1 RS=1,RW=0,DB0~DB7=指令码， E=高脉冲
输出 输出 输出 输出
DB0~DB7=状态字 无 DB0~DB7=数据 无
2.4 电路设计最终方案
综上各方案所述,本系统以 STC89C52RC 单片机为控制核心， 通过单片机内部的计时 功能，并将得到的数据通过 1602 液晶显示出来，同时通过对应的按键调整相应的值， 并且通过蜂鸣器实现报警功能。因此本设计的总体方案组成框图如图 2-1 所示：
时间计算模块 复位与晶振模 块 设置模块 （独立按键）
STC89C52RC
显示模块（1602液晶）
报警模块（蜂鸣）
图 2-1 总体方案组成框图
2
第 3 章 系统硬件设计
3.1 主控模块
本次课程设计主要用到 STC89C52RC 单片机，硬件原理图（见附录图一） 。端口分配表如 3-1 所示：
表 3-1 端口分配表 引脚序号 1 2 3 9 10 18、19 21 22 23 31 32~39 引脚名称 P1.0 P1.1 P1.2 RST P3.0 XTAL1、XTAL2 P2.0 P2.1 P2.2 EA P0 作用及功能 功能设置（选择时、分、秒） 开关（加） 开关（减） 芯片复位端口 接蜂鸣器，实现提示功能 外部晶振端口 实现 1602 数据和指令选择控制端 1602 读写控制端 1602 数据读写操作控制位 复位功能 输出数据，控制 1602 液晶屏的显示
目录
第 1 章 课题设计 .................................................................................. 1 第 2 章 系统方案设计 ........................................................................... 1 2.1 单片机芯片选择 ................................................................................... 1 2.2 显示模块的选择 .................................................................................. 1 2.3 时间计算模块的选择 .......................................................................... 2 2.4 电路设计最终方案 .............................................................................. 2 第 3 章 系统硬件设计 ........................................................................... 3 3.1 主控模块 .............................................................................................. 3 3.2 1602 液晶显示模块 ............................................................................. 3 3.3 时间计算模块设计 .............................................................................. 4 3.4 报警模块 .............................................................................................. 4 3.5 设置模块 .............................................................................................. 5 3.6 电源接口（USB 供电电路）................................................................ 5 3.7 晶振电路及复位电路 .......................................................................... 6 3.8 单片机与 P0 口的排阻 ........................................................................ 7 第 4 章 系统软件设计 ........................................................................... 7 4.1 主函数.................................................................................................. 7 4.2 1602 液晶屏 ......................................................................................... 8 4.3 软件原理图 .......................................................................................... 8 第 5 章 系统调试过程 ........................................................................... 9 4.2 1602 液晶屏 ......................................................................................... 9 4.3 软件原理图 .......................................................................................... 9 总结 ...................................................................................................... 10 参考文献 ............................................................................................. 10 附录（软件原理图及程序清单） ......................................................... 11