[工学]基于LCD1602的数字钟设计.doc

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1、西安工业大学北方信息工程学院西安工业大学北方信息工程学院 本科毕业设计本科毕业设计( (论文论文) ) 题目题目：基于基于 LCD1602 的数字钟设计的数字钟设计 系系 别：别： 电子信息工程 专专 业：业： 电子信息 班班 级：级： B080301 学学 生：生： 周景龙 学学 号：号： B08030129 指导教师：指导教师： 田萍果 2011 年 05 月 毕业设计（论文）任务书 系 别 电子信息系 专业 电子信息工程 班级 B080301 姓名 周景龙 学号 29 1.毕业设计（论文）题目： 基于 LCD1602 的数字钟设计 2.题目背景和意义：数字钟系统设计已经成熟,但是目前系统

2、设计时基本都是采用 LED 作为 显示电路,造成硬件电路复杂、功耗高、产品体积庞大等特点；液晶显示模块由于具有低功 耗、寿命长、体积小、显示内容丰富、价格低、接口控制方便等优点，因此在各类电子产 品中被极广泛地推广和应用。字符型液晶显示模块是一类专门用于显示字母、数字、符号 等点阵式液晶显示模块。本系统设计采用字符型液品显示模块 LCD1602 作为显示器件,这 样不仅简化了系统的硬件设计,而且极大地提高了系统的可靠性。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）： 设计一个数字钟，要求显示时间，同时可用一个功能键切换显示日期，并且时间和日期可 自行调整；能整点蜂鸣器提醒，时间可自行调整。

3、 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 设计要求：1）了解单片机和液晶显示模块 LCD1602 的工作原理及特点； 2）确定系统各功能模块电路原理图设计； 3）利用 protel99se 绘制电路原理图； 4）完成元器件的焊接及电路板的调试； 5）完成编程器软件程序的编写； 6）完成整个电路系统的联调。 5.毕业设计（论文）的工作量要求 实验（时数）*或实习（天数）： 300 学时 图纸（幅面和张数）*： 其他要求： 参考文献大于 15 篇 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日 说明：1 本表一式二份，一份由学生装订入册，一份教师自留。

4、 2 带*项可根据学科特点选填。 I 基于基于 LCD1602 数字钟的设计数字钟的设计报告报告 摘要摘要 多功能数字钟的应用非常普遍，由单片机作为数字钟的核心控制器，通过 它的时钟信号进行实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显 示出来。数字钟可以通过 LCD1602 液晶屏显示年、月、日、周 、时、分、秒 。 此外，通过按键可以进行调整时间和日期功能。整点报时系统通过蜂鸣器实 现，当时间达到一个整点时，由蜂鸣器发出声音，达到报时效果。 本文选择一种用单片控制 DS1302，利用 LCD1602 显示的数字钟的设计方 法，同时给出软硬件电路的设计方法。设计报告硬件电路设计和软件编

5、程两个 方面。本系统通过 AT89C52 做为 CPU 进行总控制，利用 AT89C52 对 DS1302 进行控制，DS1302 可以对年、月、日、周 、时、分、秒进行计时 ，最后利 用 LCD1602 液晶显示进行显示。该设计实用简便能够对 年、月、日、周 、 时、分、秒进行有效准确的计时及显示。 简要介绍了数字钟系统的硬件设计和软件设计两部分。对于硬件设计部 分，介绍了多功能模块电路的设计及其元器件的选取和参数的计算。软件设 计方面，给出了软件流程图和相应的程序。经过调试数字钟显示稳定，很好 地实现了定时蜂鸣 、自行调时等功能。 关键词：关键词：单片机;DS1302;LCD1602;数字

6、钟 II Based on the LCD1602 Digital Clock Design Report Abstract Multi function digital clock application is very widespread, SCM as a digital clock from the core controller, through which the clock signal to achieve the timing function, its time data by the MCU output, use of display. Digital clock b

7、y the LCD1602LCD screen display year, month, day, week, when, minutes and seconds. In addition, through the buttons can be adjusted time and date functions. The whole point timekeeping system through the buzzer to achieve, when time reaches a point when the buzzer sounds, by time, achieve effect. Th

8、is paper selects a single chip control DS1302, using LCD1602display digital clock design method, and gives the design method of hardware circuit. Design of hardware circuit design and software programming of the two aspects. The system through the AT89C52 for CPU by using AT89C52total control, used

9、to control DS1302, DS1302can be years, months, days, weeks, hours, minutes and seconds for time, finally using LCD1602LCD display. The design of simple and practical to the year, month, day, week, time, minutes and seconds, are effective and accurate timing and display. This paper briefly introduces

10、 digital clock system hardware design and software design of two parts. For the part of the hardware design, describes the function module circuit design and selection of components and parameters calculation. The design of software, the software flow chart and the corresponding procedures. After de

11、bugging digital clock stability, to achieve a very good timing buzzer, automatically when the transfer function. Key Words: SCM;DS1302;LCD1602;Digital Clock III 目目 录录 1 绪论绪论.1 1.1 设计背景 .1 1.2 数字钟设计的意义 .1 1.3 设计任务 .2 1.4 论文的组织结构 .2 2 系统硬件设计系统硬件设计3 2.1 系统设计结构图 .3 2.2 系统设计方案对比选择 .3 2.2.1 MCU 微处理控制器的方案对

12、比选择3 2.2.2 实时时钟电路的方案对比选择4 2.3 系统硬件电路设计.5 2.3.1 MCU 微控制器电路.5 2.3.2 LCD 液晶显示电路6 2.3.3 实时时钟电路.7 2.3.4 复位电路.8 2.3.5 蜂鸣器电路.8 2.3.6 晶振电路.9 2.3.7 电源电路.9 3 系统的软件设计系统的软件设计11 3.1 软件设计框图 .11 3.2 主程序 .12 4 程序的调试程序的调试.13 4.1 PROTEUS仿真.13 4.2 利用学习板进行调试 .14 4.3 调试的主要方法 .14 4.4 调试间出现的问题 .14 5 结论结论.15 5.1 总结 .15 IV

13、5.2 体会 .15 参考文献参考文献.16 致致 谢谢17 毕业设计（论文）知识产权声明毕业设计（论文）知识产权声明.18 毕业设计（论文）独创性声明毕业设计（论文）独创性声明.19 附录一附录一20 附录二附录二21 附录三附录三22 1 绪论 1 1 绪论绪论 1.1 设计背景设计背景 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变得越 来越快了。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前 的时间。忘记了要做

14、的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。 但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。例如，许多火灾都是由于人 们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。尤其在医院，每次护士都会给病人 作皮试，测试病人是否对药物过敏。注射后，一般等待 5 分钟，一旦超时，所 作的皮试试验就会无效。手表当然是一个好的选择，但是，随着接受皮试的人 数增加，到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。 随时提醒这些容易忘记时间的人。 1.2 数字钟设计的意义数字钟设计的意义 自古就有：“一寸光阴，一寸金”的说法的说法。随着人力的进步，科学 技术的发展空间也越来越被人们重视，而能够准确的知道时

15、间能够提高人们的 工作效率，能更好的在规定的时间内完成所规定的任务。因此能随时随地的知 道时间是非常重要的。随着科学技术的发展，单片机技术的不断完善，是的数 字钟的设计变得更加的灵敏，更加简短，功能更加的完善，计时也更加的准确。 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表 原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定 时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的 自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟的应 用，有着非常现实的意义。 1.3 设计设计任务任务 本设计以 AT89S52 单片机为系统的控

16、制核心 ，以 DS1302 芯片进行计 时，然后反馈给单片机 ，再利用 LCD1602 显示。本系统硬件用 AT89S52 作 1 绪论 2 为 CPU 进行总体控制，通过 DS1302 时钟芯片获取准确详细的时间（年、月、 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 3 日、周、时、分、秒准确时间） ，对时钟信号进行控制，同时利用液晶显 示芯片 LCD1602 对时间进行准确显示年、月、日、周 、时、分、秒 ，并且实 现自行调整时间 、整点蜂鸣提醒等功能。 该数字钟硬件电路简单，使用灵活， 功能稳定，显示准确且无论对于社会或者科研也有一定的研究价值。 1.4 论文的组织论文的组织结构结构

17、本论文的组织结构如下： 第一章：介绍数字钟设计的背景、研究意义以及需要设计的工作。 第二章：介绍了硬件设计的过程，包括绘制系统设计结构图和系统方案的 对比选择。还有硬件设计电路，包括 MCU 微控制电路、LCD 液晶显示电路、 实时时钟电路、复位电路和蜂鸣器电路。 第三章：介绍了软件设计和系统主程序。 第四章：介绍了有关系统调试，包括 PROTEUS 仿真、用学习板调试和出 现的问题。 第五章：介绍了设计后的心得体会。 2 系统的硬件设计和方案对比选择 4 2 系统的硬件设计和方案对比选择系统的硬件设计和方案对比选择 2.1 系统设计结构图系统设计结构图 根据系统设计的要求和设计思路，确定该系

18、统的系统设计结构图。如图 2.1 所示。硬件电路主要由 MCU 微处理控制器单元、DS1302 时钟电路、复位电路、 晶振电路、LCD1602 液晶显示模块构成。系统结构框图如图 2.1 所示： 图 2.1 系统结构框图 AT89S52 单片机是整个系统的核心，晶振电路主要给系统提供一个频率稳 定的时钟信号，单片机所有的工作都是在由晶振的节产生拍的控制下工作的。 DS1302 是一种高性能、低功耗的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、 时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，然后把数据传送给单片机，起到计 时作用。复位电路可以使单片机从内存的 0000H 地址开始执行程序，能够恢复 到初始状

19、态。按键电路可以调整时间和日期，使之显示当前时间。蜂鸣报时是 当显示的时间达到整点的时候，蜂鸣器发出声音，起到报时的效果。LCD1602 显示电路用于显示时间和日期，是输出设备。 2.2 系统设计方案对比选择系统设计方案对比选择 根据设计要求，结合实际情况和设计成本要求，对系统主要部分的电路方 案叙述如下。 2.2.1 MCU 微处理器的方案对比选择微处理器的方案对比选择 方案一：MCU 微处理控制器的种类很多，有 ATMEL 公司生产的 AT89SXX 系列单片机，其中有 8 位的单片机，也有 16 位的单片机。AT89S52 为 8 位的单片机，它是一种低损耗、高性能的 CMOS 微处理器

20、，片内有 8K 字 2 系统的硬件设计和方案对比选择 5 节的存储空 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 6 间，128 字节 RAM、4 个 8 位并口、1 个全双工串行口、2 个 16 位定时/计数器， 寻址范围 64K。并且可以在线进行重复编程、快速擦除、快速写入程序，能重 复擦除 / 写入 1000 次左右，数据保存时间为十年。 方案二：微处理控制器也有凌阳公司生产的，同样有 8 位的 CPU 和 16 位 的 CPU。它也有很多特点，比如：体积小 、集成度高、可靠性好、易于扩展； 具有较强的中断处理能力；功能强、效率高的指令系统及低功耗、低电压。但 是其应用领域主要是为控制

21、处理数据处理以及数字信号处理等领域，其中凌阳 的 16 位单片机就是为适应这种发展而设计的。 综上所述，在本设计中，考虑到本人对单片机的运用熟练度和单片机的功 能领域，选择 ATMEL 公司生产的 AT89S52 单片机作为本设计的微控制器。 2.2.2 实时时钟电路的方案对比选择实时时钟电路的方案对比选择 方案一：DS1302 是美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟电路芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时， 具有闰年补偿功能，工作电压为 2.5V5.5V。采用三线接口与 CPU 进行同步 通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 R

22、AM 数据。DS1302 内部有一个 318 的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器。DS1302 是有主电源/后 背电源双电源引脚，可以同时对后背电源进行涓细电流充电。 方案二：DS12887 也是是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的串行接口实 时时钟芯片，采用 CMOS 技术制成，内部具有晶振和时钟芯片备份锂电池。采 用 DS12887 芯片设计的时钟电路无需任何外围电路和器件，并具有良好的微机 接口。DS12887 芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优 点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟系统中。但是由于它是串行接口 的，外接单片机需要接很多引脚，才能对它达到

23、一个很好的控制。 综上所述，结合本设计的实际问题及单片机的 I/O 口线，选择方案一中的 DS1302 作为本设计的实时时钟电路的芯片。其控制方便、占单片机 I/O 口线少、 体积小、价格便宜，方便本设计的使用。 2.3 系统的硬件设计电路系统的硬件设计电路 本章根据系统设计结构图来对每个部分的电路进行分析和说明，重点讲述 微控制器 AT89S52、液晶显示模块 LCD1602、实时时钟芯片 DS1302。该系统 中 AT89S52 是核心器件。 2.3.1 MCU 微控制器电路微控制器电路 AT89S52 是一个系统的核心控制元件，只有它正常工作的话，其它的元件 西安工业大学北方信息工程学院

24、毕业设计（论文） 7 才能进入正常的工作状态。AT89S52 是一种低功耗，高性能 CMOS8 位微控器， 具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。AT89S52 管脚如图 2.2 所示： P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 IN T0(P3.2) 12 IN T1(P3.3) 13 T 0(P3.4) 14 T 1(P3.5) 15 EA/V P 31 RESET 9 X 1 19 X 2 18 WR(P3.6) 16 DR(P3.7) 17 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34

25、P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 T X D(P3.1) 11 RX D(P3.0) 10 ALE/P 30 RSEN 29 GND 20 V CC 40 A2 AT 89S52 RS R/W E I/O D1 S CLK D7 D5 D6 D4 D3 D2 R ST D0 X 1 X 2 RESET BT N5 BT N1 BT N2 V cc BT N4 BT N3 图 2.2 AT89S52 单片机引脚图 1）VCC：40 脚，供电电压，一般接+5V 电压。 2）GND：20 脚，接

26、地工作。 3）P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱 动 8 个 TTL 逻辑电平。对 P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在 这种模式下，P0 具有内部上拉电阻。但是 P0 口在程序校验作为输出指令字节 时，需要外部加上拉电阻，一般上拉电阻选 4.7K10K 为宜。本设计中用 5K 的排阻对 P0 口进行上拉电平。 4）P1 口：P1 口是一个内部具有上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能 接收输出 4 个 TTL 门电流。P1 端口写入“1”后，被内部上拉

27、电阻把端口拉高， 此时可以作为作输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电 阻的原因，将输出电流。 5）P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲 器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉 高，此时可以作为输入口使用。 6）P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P3 输出缓冲 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 8 器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉 高，此时可以作为输入口使用。 7）RESET：9 脚，复位输入端

28、。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个 机器周期的高电平时间。 8）：30 脚，当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于PALE / 锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它 可用作对外部输出的脉冲或用于系统校验。 9）PSEN：29 脚，外部程序存储器的选通信号。 10）EA/VP：31 脚，访问外部程序存储器控制信号。当为低电平时，读EA 取外部程序存储器；当端为高电平时，则读取内部程序存储器，设计中一般EA 接高电平。 11）XTAL1：19 脚，振荡器反相放

29、大器和内部时钟发生电路的输入端。如采 用外部时钟源时，XTAL1 为输入端。 12）XTAL2：18 脚，振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输出端。如采 用外部时钟源时，XTAL2 应悬空不接。 2.3.2 LCD 液晶显示电路液晶显示电路 LCD1602 是一种用 5x7 点阵图形来显示字符的液晶显示器模块，它显示的 容量为 2 行 16 个字共 32 个字符。液晶显示器有很多优点，比如微功耗，体积 小，显示内容丰富，超薄轻巧等。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执 行每条指令之前一定要确认模块的忙标志位是不是为低电平，是低电平则表示 不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地

30、址，也就是告诉模 块在哪里显示字符。LCD1602 的连接图如图 2.3 所示： 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 9 图 2.3 LCD1602 液晶显示电路图 关于 LCD1602 的引脚说明如下： 1）第 1 脚：GND 为地电源。 2）第 2 脚：VCC 接+5V 电源。 3）第 3 脚：VEE 为液晶显示器对比度调整端。接+5V 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“鬼影” ，使用时可以通过一个 10K 的精密电位器调整对比度，一般对比电压为 0.7V 左右。 4）第 4 脚：RS 为寄存器选择。高电平时选择数据寄存器，否则选择指令 寄存器。 5）

31、第 5 脚：为读写信号线。高电平时进行读操作，低电平时进行写操RW 作。当 RS 和共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平RW 为高电平时可以读出忙信号，当 RS 为高电平为低电平时可以写入数据。RWRW 6）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。 7）第 714 脚：D0D7 为 8 位双向数据线。 8）第 15 脚：背光灯 VCC，一般直接和+5V 电源相连接。 9）第 16 脚：背光灯 GND。 2.3.3 实时时钟电路实时时钟电路 DS1302 是美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带 RAM 的实 时时钟电

32、路，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能， 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 10 工作电压为 2.5V5.5V。DS1302 的引脚中 Vcc1 为后备电源，Vcc2 为主电源， 当主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。采用三线接口与 CPU 进行 同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据。 DS1302 内部有一个 318 的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器。输入有 RST 两种功能：首先，接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其 RST 次，提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当为高电平时，所有 RSTRS

33、T 的数据传送被初始化，允许对 DS1302 进行操作。如果在传送过程中置为 RST 低电平，则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。上电运行时，在 Vcc2.5V 之前，必须保持低电平。只有在 SCLK 为低电平时，才能将 RST 置为高电平。SCLK 始终是输入端。是复位/片选线，通过把输 RSTRSTRST 入驱动置高电平来启动所有的数据传送。实时时钟电路图如图 2.4 所示： V CC2 1 X 1 2 X 2 3 GND 4 RST 5 I/O 6 SCLK 7 V CC1 8 A3 DS1302 C4 30pF C5 22uF Y2 12MHZ P25 P24 P23 图 2

34、.4 DS1302 电路图 2.3.4 复位电路复位电路 复位电路可以使 CPU 及各部件处于初始状态，并从初始状态开始工作。 AT89S52 单片机中的振荡器稳定运行时，RST 引脚保持到 2 个机器周期的高电 平输出信号，复位过程即可完成。否则，CPU 就可以响应并且系统复位。根据 此原理，本设计采用上电复位和按键复位嵌套在系统中，增强了系统的实用性。 本设计的具体复位图如图 2.5 所示： 图 2.5 复位电路连接图 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 11 2.3.5 蜂鸣器电路蜂鸣器电路 蜂鸣器电路主要是为了达到整点报时的目的，当时间走向一个整点，蜂鸣 器会自动发出声音。此

35、电路由蜂鸣器和三极管构成，蜂鸣器连接三极管，驱动 蜂鸣器正常工作。由单片机 I/O 口输出信号控制晶体管的导通或截止，晶体管 导通，则蜂鸣器报时警。蜂鸣器时钟电路图如图 2.6 所示： 图 2.6 蜂鸣器电路连接图 2.3.6 晶振电路晶振电路 AT89S52 在工作时需要外部提供时钟信号，因此，本设计选择在其 18 脚 19 脚之间接上 12MHz 的晶振，为单片机提供 1s 的机器振荡周期。其电路连 接图如图所示。在图中，电容器 C3.C4 起稳定振荡频率、快速起振的作用，其 电容值一般在 2050pF。晶振电路图如图 2.7 所示： 图 2.7 晶振电路连接图 西安工业大学北方信息工程学

36、院毕业设计（论文） 12 2.3.7 电源电路电源电路 电源是对整个系统提供电压的，通过 USB 接口提供+5V 稳压电源，简单方 便，便于操作。电源电路连接图如图 2.8 所示： 图 2.8 电源电路连接图 3 系统软件设计 13 3 系统的软件设计系统的软件设计 3.1 软件设计框图软件设计框图 系统的主程序设计是用来控制整个系统运行时的时序工作状态，因此，完 善的程序设计是本设计的重点内容。本设计使用的主程序设计流程图如图 3.1 所示： 图 3.1 系统软件图 上图是整个软件流程图的主要过程，首先开始，然后定义引脚，定义的主 要引脚有液晶屏通信引脚定义，DS1302 通信引脚定义，数据

37、设定引脚定义，接 着是地址定义，主要有数据存储地址定义和显示数据缓冲地址定义，然后程序 开始，再初始化液晶屏，其中包括：初始化液晶屏幕，显示初始画面，清液晶 引脚定义 地址定义 程序开始 初始化液晶屏 读取1302子程序 数据分离送显示缓存 日历显示子程序 数据分离送显示 缓存 日历显示子程序 开始 数据存储地址 显示数据缓冲地址 液晶屏通信引脚定义 DS1302通信引脚定义 数据设定引脚定义 序程主 初始化液晶屏幕 显示初始画面 清液晶屏幕写成空白 读1302程序 分离数据子程序 写指令到液晶屏 写数据到液晶屏 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 14 屏，写成空白。DS1302

38、开始振荡，读取 DS1302 子程序，读出数据（年、月、 日、时、分、秒） ，将高低端分离后送显示缓存，保存时间数据，日历显示子程 序，然后在初始化下面不断的循环。 3.2 主程序主程序 程序流程图绘制成功后，整个程序的轮廓就清晰了，就能够根据流程图编 写主程序。首先要考虑整体和一些局部的问题，比如工作寄存器安排、数据结 构、端口地址等，然后根据程序流程图来编写目标程序。 应用程序编写好后，往往会有一些错误，需要对程序惊醒检查和修改。 如果不对这些问题进行排除和修改，就很容易产生其他的问题，使本来好的 程序陷入更糟糕的地步。所以源程序编写好后在上机调试前进行静态检查是 十分重要的。 主程序见附

39、录三。 4 程序的调试 15 4 程序的调试程序的调试 4.1proteus 仿真仿真 Proteus 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件。 它不仅具有其它 EDA 工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它 是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但 已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科 技工作者的青睐。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具(仿真软件)，从原理 图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB 设计， 真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界

40、上唯一将电路仿真软件、 PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台 。 利用 proteus 画好相应的硬件电路图，并把程序烧入软件仿真，看是否 能显示功能。 本设计在 proteus 的仿真电路图 如图 4.1 所示： 图 4.1 proteus 的仿真电路图 西安工业北方信息工程学院毕业设计（论文） 16 4.2 利用学习板进行调试利用学习板进行调试 经过 Proteus 仿真后，再把程序烧入单片机学习板看是否能显示功能。如 果仿真能够出现正确的时间，然后烧入学习板，进行调试，如果正确的显示时 间，那么调试成功。 4.3 调试的主要方法调试的主要方法 调试一般采用通电观察，分块调试

41、，整机联调的方法： （1 1）通电观察。确定电路连接无误的情况下，接通电源。先观察是否有异 常现象，如是否短路等。如果异常，立刻切断电源，然后排出故障。 （2 2）分块调试。按照功能的不同分成不同的模块，分别对各模块调试。一 般调试时按照信号流向进行的，这样可以吧输出座位后一级的输入，为最后的 联调创造条件，方便简单。 （3 3）整机联调。各单元电路调好后，还要将它们连接成整机进行调试，看 是否符合要求。 4.4 调试过程中出现的问题调试过程中出现的问题 利用 Proteus 绘制出相应硬件电路后进行仿真，出现液晶显示无法正常显示 的问题。经过思考和查阅的资料发现 AT89C52 的 P0 在

42、进高电平时没有接上拉 电阻导致 LCD1602 无法正常显示时间。修改电路后（P0 口接上拉电阻）烧入 程序后，程序正常运行，LCD1602 准确的显示。 用 Proteus 仿真能够正确的显示时间，但烧入学习板出现乱码显示不能正常 工作。经过反复检查及思考发现仿真软件上的硬件电路与学习板上的硬件电路 不一致无法对应起来。最后根据学习板的硬件电路修改相应程序及仿真软件上 的硬件电路，最终现实了功能。 5 结论 17 5 结论结论 5.1 总结总结 通过这次对基于 LCD1602 的数字钟设计的设计与制作过程，加强了我 动手、思考和解决问题的能力。 该数字钟通过单片机 AT89C52 做 CPU

43、 进行总的控制，基于时钟芯片 DS1302 产生时间，利用 LCD1602 显示的数字钟的设计方法，同时给出软硬件 电路的设计方法。设计报告硬件电路设计和软件编程两个方面。本系统通过 AT89C52 做为 CPU 进行总控制，利用 AT89C52 对 DS1302 进行控制，DS1302 可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时 ，最后利用 LCD1602 液 晶显示进行显示。该设计实用简便能够对 年、月、日、周、日、时、分、 秒进行有效准确的计时及显示。 还分析了硬件设计各个部分电路的功能和一 些主要器件，还有软件设计的实现原理和相关程序。调试对于数字钟也相当 重要，本设计介绍了仿真和调

44、试的相关过程。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知 识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结 论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 5.2 体会体会 在这次设计过程中，不断遇到问题，然后通过各种方法解决问题，这样经 过不断积累，使我对硬件和软件设计都有一定程度的提高。从这次设计中，让 我把理论和实际相结合，把理论和实践不断的验证，增强自己的动手能力和独 立思考的能力，这对我以后的工作和学习有很大的帮助。 在这次设计的过程中，我遇到了很多问题，培养了我独立思考和正确面对 困难的精神。让我深深的体会到只要下定

45、决心，持之以恒，不断努力，就没有 解决不了的问题。 参考文献 18 参考文献参考文献 1 黄文梅.系统分析与仿真：MATLAB语言及应用M.国防科技大学出版社,1999. 2 阎石.数字电子技术（第五版）M.北京高等教育出版社,2006. 3 蔡明文,冯先成.单片机课程设计M.华中科技大学出版社,2007. 4 陈明萤.8051单片机课程设计实训材料M.清华大学出版社,2004. 5 康华光.模拟电子技术（第五版）M.高等教育出版社,2006. 6 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛电路（第一版）M.航空航天大学出版社,2006. 7 李可为.数字钟电路及应用M.电子工业出版社,1996. 8 夏

46、继强,沈德金.单片机实验与实践教程（二）M北航出版社,2001. 9 张红润,蓝清华.单片机应用技术教程M清华大学出版社,1997 10 周立功.单片机实验与实践M北京航空航天大学出版社,2004. 11 李朝青.单片机原理及接口技术M.北京航空航天大学出版社,1994. 12 何立民.单片机应用文集（一）M.北京航空航天大学出版社,1991. 13 方大千,鲍俏伟.使用电子控制电路M.国防科技出版社,2003. 14 曾繁泰.EDA工程概论M.清华大学出版社,2002. 15 谭会生,张昌凡.EDA技术及应用M.西安电子科技大学出版社,2004. 16 李强.键盘接口程序计数J.电子设计出版

47、社,2003. 17 肖来胜.单片机技术实用教程M.华中科技大学出版社,2004. 18 杨晓川.Portel设计指导教程M.清华大学出版社,2003. 致谢 19 致致 谢谢 在本次毕业设计中，我从指导老师田老师身上学到了很多东西。田老师认 真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。每次 遇到困惑，都能及时的给与帮助，让我才能按照计划顺利的完成此次毕业设计。 此外，还有各位同学对我的帮助，能够细心的帮我分析疑难问题。这次毕业设 计让我理论和实践都有较大提高，对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮 助。通过这次毕业设计，在老师的指点下，让我培养了独立思考和精益求精的 精神。让我深刻的体会到，只要自己坚持做的事情，并且不断思考总结，持之 以恒，就一定能够做好。 在这里，对他们的无私帮助，我表示诚挚的感谢！ 毕业设计（论文）知识产权声明 20 毕业设计（论文）知识产权声明毕业设计（论文）知识产权声明 本人完全了解西安工业大学北方信息工程学院有关保护知识产权的规定， 即：本科学生在校攻读学士学位期间毕业设计（论文）工作的知识产权属于西 安工业大学北方信息工程学院。本人保证毕业离校后，使用毕业设计（论文） 工作成果或用毕业设计（论文）工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工业 大学北方信息工程学院。学校有权保留送交的毕业设计（论文）的原文或复印 件，允许毕业