标 题： 多功能电子 钟的使用说明书 学生姓名： 史良 任星宇 陶泽星 李大绚 系 部： 电子信息系

1. 标 题：多功能电子 钟的使用说明书 学生姓名：史良 任星宇 陶泽星 李大绚 系 部：电子信息系 专 业：应用电子技术 班 级：电子1101班 指导教师：王同业

2. 目录 • 1 方案设计 1 • 1.1单片机芯片设计 1 • 1.2电源模块设计 1 • 1.3 按键控制模块设计 1 • 1.4 时钟模块设计 1 • 1.5显示模块模块设计 2 • 1.6按键模块设计 2 • 2 系统的硬件设计 3 • 2.1 STC89C52RC的概述 3 • 2.2 AT89S52最小系统的设计 3 • 2.3 DS1302的设计 4 • 2.4 AT24C02功能说明 5 • 3 软件设计 6 • 3.1 实现功能 6 • 4 系统的调试 7 • 5 多功能电子钟产品使用方法 8 • 6 多功能电子钟产品说明书 8 • 6.1功能介绍 8 • 7附录 9 • 7.1仿真电路图 8 • 8.致谢 10

3. 1 方案设计 • 按照系统设计的要求，初步确定系统由电源模块、时钟模块、显示模块、键盘接口模块、温度测量模块和闹钟模块共六个模块组成，电路系统构成框图如图1.1所示。 • STC89C52RC电源模块 独立按键时钟模块显示模块闹钟模块

4. STC89C52RC 时钟模块 电源模块 显示模块 独立按键 闹钟模块

5. 1.1单片机芯片设计 • 采用STC89C52RC芯片作为硬件核心,采用Flash ROM，能以3V的超低电压工作，而且与MCS-51系列单片机完全兼容，该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间。同样具有STC89C52RC的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。 • 综合考虑，采用STC89C52RC作为主控芯片

6. 1.2电源模块设计 • 采用USB电源线接电脑USB口为系统提供5V电源，携带方便，价格便宜。 • 1.3 按键控制模块设计 • 采用独立按键，查询简单，程序处理简单,可节省CPU资源。 • 1.4 时钟模块设计 • 采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,位的RAM作为数据暂存区，工作电压2.5V～5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA.

7. 1.5显示模块模块设计 • 采用LED的方法,具有硬件制作简单可直接与单片机接口,显示内容多,功耗小,成本低等优点,LCM1602可显示32个字符,采用LED的缺点是亮度不够。 • 1.6按键模块设计 • 本系统用到了5个按键，其中一个用作总电源开关，另外4个采用独立按键，该种接法查询简单，程序处理简单,可节省CPU资源，按键电路如图1.2所示，4个独立按键分别与单片机的P2.4、P2.5、P2.6、P2.7接口相连。

8. 图1.2 按键电路 • 对以上4个按键作简要说明： • S1——SET(时间设置键)； • S2——SET1（闹钟设置键） • S3——UP键； • S4——DOWN键。 • SET 键：按下SET键进入时间校准状态，按一下进入秒调整，两下分调整，依此类推可进行各年月日，时分秒以及星期的校准； • UP键：当SET键按下时，UP进行SET选定项（如：小时）的加操作; • DOWN键：当SET键按下时，DOWN进行SET选定项（如：小时）的减操作； • SET1键： • 当SET键按下时，此键功能为设置闹钟时间和开关闹钟功能。

9. 2 系统的硬件设计 • 2.1 STC89C52RC的概述 • STC89C52RC 单片机是以51内核为主的系列单片机，STC单片机是宏晶生产的单时钟/机器周期的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8—12倍，内部集成MAX810专用复位电路。4路PWM 8路高速10位A、D转换，针对电机控制，强干扰场合。STC89C52RC单片机引脚如下图：

10. 图2.1 STC89C52RC 单片机

11. 2.2 AT89S52最小系统的设计 • 根据系统设计要求，结合性能分析，通过查阅相关资料及自己的努力思考，把单片机最小系统设计为图： • 图2.2单片机最小系统 • 示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。 • 从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。 • 综上所诉：我们采用单片机完成数字时钟的功能，采用数码管的动态显示来完成显示部分。

12. (1) 复位电路 • 考虑到设计要求，本设计中的复位电路集手动复位及上电自动复位于一体。 • 1）上电自动复位通过外部复位电路的电容C5的充电来实现，只要电源VCC的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。 • 2）按键手动复位是通过使复位端经电阻与VCC接通而实现的。 • (2) 时钟振荡电路 • 考虑系统运行速度，采用12MHZ的石英晶振，并使用两个小电容作为微调电容。

13. 图2.3 DS1302 • 图3-3 STC89C52引脚 • 如图3-3所示，STC89C52主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为功能控制端口，分别与其相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端。

14. 2.5 AT24C02功能说明 • AT24C02支持I2C 总线数据传送协议，I2C 总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器，任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据，发送或接收的模式通过器件地址输入端A0、A1 和A2 可以实现将最多8个24WC01和24WC02 器件连接到总线上。 • AT24C02的特性： • 1) 与400KHz I2C 总线兼容 • 2) 到6.0 伏工作电压范围 • 3) 低功耗CMOS 技术 • 4) 写保护功能当 WP 为高电平时进入写保护状态 • 5) 自定时擦写周期 • 6) 1,000,000 编程/擦除周期 • 7) 8 脚DIP SOIC 或TSSOP 封装

15. 3 软件设计 • 3.1 实现功能 • 整个软件系统采用C51编程，主要实现以下功能： • 1) LED的驱动 • 2) 时间数据的采集 • 3) 公历转农历的实现 • 4) 闹铃的设置 • 5) 按键的识别处理

16. 3.2软件总体部分的设计 • 程序从main()函数开始运行，随后对LED、DS1302、闹钟模块等器件进行初始化操作并对标志位赋初值，随后进入while(1)循环中运行按键扫描程序及液晶显示程序。

17. 程序开始 初始化标志位 DS1302初始化 LED1602初始化 闹钟模块初始化 • 模式标志位done-7 闹钟模块 LED显示模块 调整模式 按键扫描模块 • 主程序流程图如图3.1所示： • 图3.1 主函数流程图

18. 4 系统的调试 • 调试分为硬件调试和软件调试。 • 硬件调试主要是检查线路板的焊接是否正确、连接是否正确，各模块之间的数据线是否导通。 • 软件调试主要有以下两种方法： • 将整个联合起来调试，对整个软件的功能进行验证； • 2）分开调试，也就是将系统分成独立的小模块，然后分别对这些小模块写入程序调试。这样可以提高调试效率，也容易解决调试中出现的问题。 • 本系统采用分开调试方法调试了DS18B20和DS1302两个模块，并用LCD显示出了温度以及公历日期、时间，同时也实现了按键的简单调整；但整体调试的时候没有达到预期效果。

19. 5 多功能电子钟产品使用方法 • 第一个按键是调整时间日期键，按键时、分等的选中操作，当其中一个被选中的时候，可以 • 进行时间调整和日期的调整。每按一次调整一个时间或日期直到退出设置界面。 • 第二个按键是调整时间和调整闹钟键，按键选择对闹钟开关（ON、OFF）秒、分、时的选中操作，当其中一个被选中的时候，可以进行调整，直到退出设置界面。 • 第三个按键是时间、日期增加操作和闹 钟关闭键。 • 第四个按键是时间、日期减少操作和闹 钟关闭键。

20. 6 多功能电子钟产品说明书 • 6.1功能介绍 • 1、基于单片机的多功能万年历，采用LED1602液晶显示，显示项目有：年月日、星期、时分秒，带用闹钟功能。 • 2、采用时钟芯片DS1302，走时非常精确。板载3V纽扣电池，断电重新上电无需重新设置时间，由3V提供时钟芯片继续计时。同时自动随时期变更星期。 • 3、带闹钟功能，且闹钟时间可调，具有掉电闹钟时间保存功能(AT24C02保存设置闹钟时间），并可设置闹钟开关等功能。 • 4、四个按键操作：设置时间、加、减、设置闹钟时间及闹钟开关等

21. 7附录 多功能电子钟电路图

22. 由衷的感谢各位老师的光临 • 谢谢