用1602LCD设计的可调式电子钟

单片机应用

课程设计说明书

用1602LCD设计的可调式电子钟

专业自动化

学生姓名

班级自动化142

学号 *****

指导教师蒋

完成日期 20年1 月23 日

目录

1 概述 (3)

2 课题研究背景与意义 (3)

2.1 课题研究背景 (3)

2.2 课题研究意义 (3)

3 系统方案设计与主要设计工作 (3)

3.1 设计任务 (3)

3.2 功能要求说明 (4)

4设计课题总体方案 (4)

4.1硬件设计方案 (5)

4.2系统软件设计 (7)

5. 软件仿真及实物设计调试 (9)

5.1PROTUES仿真软件介绍 (9)

5.2仿真运行结果说明 (10)

5.3实物设计结果与调试 (11)

6课程设计实验总结 (11)

参考文献 (13)

附录 (14)

附录1：程序清单 (14)

附录2：系统电路原理图 (21)

附录3：元器件清单 (22)

用1602LCD设计电子钟

1 概述

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。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。

2 课题研究背景与意义

2.1 课题研究背景

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。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。

2.2 课题研究意义

以单片机作为为电子钟控制器，可实现编程控制，更加灵活方便，而且可以实现更多的功能。而通过分立器件搭建的驱动电路，不仅降低了设计成本，而且节约了维修成本，提高了用户的经济利益。控制器的过流保护采用了软件保护和硬件保护相结合的方法，大大提高了其安全性能。远程控制单元的加入，扩大了无刷电机控制器的应用范围，方便了控制与管理。编写合适的算法程序，将会使电机的控制更加快速、稳定和安全可靠。

3 系统方案设计与主要设计工作

3.1 设计任务

（一）设计题目：用1602LCD设计电子钟

（二）设计目的与任务：

1)选取STC89C52单片机作为核心控制芯片，绘制STC89C52单片机最小系统

及相应外设单元1602LCD电路原理图；

2)基于电路原理图，选取万用板作为基板制作单片机实物；

3)编写C源程序文件，用1602LCD实现电子钟显示。

3.2 功能要求说明

此多功能数字电子钟采用LCD1602显示时间。电子钟一上电即可显示。用四个调整按键调整时间，分别为K1、K2、K3、K4，其中K1键为功能选择键，按一下调节秒，两下是调节分钟，三下是调节闹钟小时；K2为数值加一键；K3为数值减一键。K4为确认键。

4设计课题总体方案

数字电子钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外还有校时功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由显示器“时”，“分”，“秒”和单片机，还有校时电路组成。8个数码管的段选接到单片机的P0口，位选接到单片机的P2口。数码管按照数码管动态显示的工作原理工作，将标准秒信号送入“秒单元”，“秒单元”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分单元”的时钟脉冲。“分单元”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时单元”。“时单元”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。显示电路将“时”、“分”、“秒”通过LCD1602显示器显示出来。

图4-1 设计总原理图

4.1硬件设计方案

此设计的硬件采用STC89C52芯片及LCD602显示器，独立式按键组成的多功能电子钟。设计中是采用单片机的内部定时器定时，硬件组成框图如图4.1所示：

图4-2 程序框图

本文可调时钟设计原理主要利用STC89C52单片机,由单片机的P0口控制数码管的位显示， P2口控制数码管的段显示，P1口与按键相接用于时间的校正。在设计中引入电源电路，外部电源系统产生+5V电压，用于给CPU及显示电路提供工作电压，这是数字时钟正常工作时的总电压。

整个系统工作时，秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出，通过LED液晶显示器显示出来。校时电路是直接加一个脉冲信号到时计数器或者分计数器或者秒计数器来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整。

该多功能数字电子钟单片机由最小系统、按键模块、LCD显示模块、USB接口电路模块组成，各模块的功能如下：

（1）单片机最小系统

STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是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。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。