基于单片机的数字时钟设计与仿真系统电路设计_毕业设计论文.doc

基于单片机的数字时钟设计与仿真 系统电路设计 PAGE 2 基于单片机的数字时钟设计与仿真 1.总体电路设计 1.1总体设计思路 本设计在LCD显示屏上显示年、月、日、时、分、秒、星期及温度，原理框图如下图，电路以下几个部分组成：按键调节模块、AT89C51主控制器、LCD动态显示模块、复位电路及温度传感器。 图1.1 单片机实现液晶显示万年历以及温度总框图 对于各部分： 为使时钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的，键盘用来校正液晶上显示的时间。 单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作。 温度传感器用来显示当天的确定温度值。 单片机发送的信号经过显示电路通过译码最终在液晶上显示出来。 1.2 设计方案选择 方案一 可以利用单片机内部的定时器作为时间的计算，再用不同的地址单元记录。这种设计误差较大，因为单片机的读取程序的时候会产生误差，其二程序编写起来也比较复杂。 方案二 用C语言编程来控制单片机让它在液晶上显示数据及文字。单片机结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低，并且液晶屏幕可以完整的同时显示数据及文字。 综合上述方案的选择与比较，选择方案二。 1.3 功能介绍 本次设计主要用单片机控制程序让它在液晶上显示年、月、日、时、分、秒及星期，同时用DS18B20温度传感器来接受外面的信号，让单片机来接受它，且也让它在液晶上显示测的温度。设计的电路主要由四大模块构成：温度传感器电路，单片机控制电路，显示电路以及复位电路。 当温度传感器接受到外面的信号，送入单片机，单片机将接受到的信号输出，让它在液晶上显示。同时由单片机控制的万年历以及时间显示，当时间及秒计数计满60时就向分进位，分计数器计满60分后向时计数器进位，小时计数器按“24翻1”规律计数。时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示。当计时发生误差的时候可以用校时电路进行校正。时计数器计满24小时后自动向日计数器进一，日计数器由平年、闰年的28/30/31对大、小月和二月的判断应与当月相应的日期相一致，当日计数器计满时，向月计数器进位，月计数器计满12月向年计数器进位，当年计数器计满100时所以计数器清零。设计采用的是年、月、日和时、分、秒、星期显示。 2.几种典型芯片及LCD的介绍 2.1 AT89C51芯片的简介 AT89C51是一种带4K字节FLASH 存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称 单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除 只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。 AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。下图为AT89C51的芯片图： 图2.1 AT89C51芯片图 AT89C51芯片各引脚功能： VCC：供电电压。 　GND：接地。 　P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为 高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。 　P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。 　P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P