基于单片机的时钟设计.docx
摘要
单片机是一种控制类型的微处理器,现在的应用领域非常的多,比如:工业上实现自动化、计算机与通信领域内、家用电子类的产品、现代化的机械武器设备、并且在医学中也有很大的应用。
而本文需要用到的单片机是STC89C52单片机,此单片机是由STC公司设计的,它是一种功耗非常低但性能却很高的8位数字芯片。内部嵌入了可用于编程的Flash存储器,加上高性能的CPU使得STC89C52可配合外部器件发挥其强大的自身功能。本文基于STC89C52单片机,通过编程实现了数字钟的设计,它不但能够显示24小时制的时间,而且能够人为的调整时间,同时它还可以显示具体的年、月、日。
本文实现的数字时钟主要是由四个部分构成,第一是提供振荡信号的DS1302芯片,第二为转换振荡信号、实现多种功能的STC89C52单片机,第三部分是可根据需要将结果呈现出来的LCD1602显示器,以及最后一部分独立按键,通过它可实现对时间的调节。本设计采用C语言和汇编混合编程,最终完成的程序能完成对DS1320芯片进行操作,使其产生秒振荡信号,控制STC89C52单片机实现相应功能。
本文设计的数字时钟和其他的数字时钟相比操作更加的方便简洁,使用者可以对时间进行自己的想要的调节,并且时间的显示也很精确。由于是使用STC89C52单片机,还降低了它的功耗,用户体验极佳。
关键词:DS1302数字时钟芯片;STC89C52单片机;LCD1602液晶显示器;独立按键。
1绪论
1.1论文研究背景和目的
科学技术的快速发展带动了单片机的发展,现已经走进人们的生活,并且在各个领域都有了自己的发展。比如说在工业的自动化上,现在已经有了机械化的生产流水线,还可以对数据进行检测和收集;在计算机与通信领域上,现在也有了手机、调制解调器和通信时使用的交换机等;在家用电子类产品上,还有洗衣机、微波炉、空调、冰箱、集成灶、电视机、智能汽车等;在现代化的机械武器上有战斗机、军舰、航母、原子弹、导弹等;在医学领域也有心脏起搏器、心电图机、脑电图机、肌电图机等。在单片机如此盛行生活节奏如此快的情况下,人们对时间的概念的需求也越来越高。而在市面上却很少有那种调节方便,功耗很低的电子时钟的出现,所以本文的目的就是利用STC89C52单片机功耗很低的特点来设计出一款便于用户操作、时间准确并且功耗低的电子时钟出来方便用户使用与操作。
1.2论文的主要内容本论文分六章对单片机的时钟设计进行论述。
首先第一章介绍了本论文主要写的内容;第二章介绍了单片机的发展和分类,并介绍了单片机的内部结构;第三章深入研究LCD1602液晶显示器的各种设置工作原理及如何通过C语言编写代码实现对液晶显示器的控制;第四章主要研究了DS1302的内部各种寄存器和RAM,并介绍如何通过C语言编写代码实现对时钟模块的控制,使其产生振荡
信号;第五章主要研究了STC89C52对DS1302产生的振荡信号进行控制并结合他们一起实现日历与时间的显示,并且可以利用按键来对显示的时间进行调节;最后第六章是对本论文做的内容做一个总结与展望。
论文的具体内容结构如下:
1)绪论:主要介绍论文内容。
2)单片机:介绍单片机的发展、分类与结构。
3)LCD1602液晶显示器:介绍如何实现LCD1602的显示功能。
4)DS1302时钟模块:主要介绍时钟模块的功能及其如何实现控制。
5)时钟设计的实现:各部件与CPU一起实现时间与日历的显示,并可以对时间与日历进行修改。
6)总结:对本论文进行总结。
2单片机概述
2.1什么是单片机
单片机就是集成了微处理器,存储寄存器和输入输出接口于一块硅片上的微型计算机。尽管它的绝大部分功能集成在一块小小的芯片上,但它还是有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
单片机也被称为微控制器(Microcontroller),是因为它最早被用在工业控制领域。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,从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
2.2单片机的分类
单片机按系列分可以分成两个系列,51子系列和52子系列。在这两个子系列下单片机还有不同的不同的型号,每个子系列都分别对应了4个型号,不同的型号它们的片内存储器、片外存储器、I/O口、中断源和定时/计数器都有所不同,具体情况如表2.1: