信息与电子工程学院
课程设计报告
课 程 设计题目 专 业 班 级 单片机技术应用 基于LCD1602电子时钟 姓 名 学 号 分工 成 绩 成 员 指导老师 答辩日期
目 录
一、 课程设计概述 ......................................................... 2 1.1 课程设计背景 .......................................................... 2 1.2 课程设计内容 .......................................................... 2 1.3 课程设计技术指标 ...................................................... 2 二、 方案的选择及确定 ..................................................... 2 2.1 单片机芯片的选择 ...................................................... 2 2.2 显示模块的选择 ........................................................ 3 2.3 实时时间计算模块的选择 ................................................ 3 2.4 实时环境温度采集模块选择 .............................................. 3 2.5 电路设计最终方案决定 .................................................. 4 三、 系统硬件设计 ......................................................... 4 3.1 主控模块 .............................................................. 4 3.2 LCD显示模块设计 ....................................................... 5 3.3 时间计算模块设计 ...................................................... 5 3.4 实时环境温度检测模块 .................................................. 6 3.5 报警模块 .............................................................. 6 3.6 设置模块 .............................................................. 7 3.7 电源接口部分 .......................................................... 7 四、 系统软件设计 ......................................................... 7 4.1 主函数 ................................................................ 7 4.2设置模块 .............................................................. 8 4.3 1602液晶屏 ............................................................ 9 4.4 软件原理图 ........................................................... 10 五、 系统调试过程 ........................................................ 10 5.1软件调试 ............................................................. 10 5.2硬件调试 ............................................................. 11 六、 结论 ................................................................ 11 七、 遇到的问题及解决方法和总结 .......................................... 11 7.1硬件方面 ............................................................. 11 7.2软件方面 ............................................................. 12 7.3总结 ................................................................. 12
八、 参考文献 ............................................................ 12 九、 附 录 ............................................................... 13
一、 课程设计概述
1.1 课程设计背景
随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用。单片机以体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。
而电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是是单片机实验中一个很常用的题目。因为它有很好的开放性和可发挥性，因此对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力更加强调了对单片机扩展的应用。而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。
1.2 课程设计内容
利用单片机、时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20、1602液晶屏等实现日期、时间、温度的显示，即是一个电子时钟。具体的功能如下：
（1）通过DS1302能够准确的计时，时间可调并在液晶屏上显示出来。 （2）通过DS18B20能够实时、准确的检测当前环境温度。 （3）利用程序控制单片机实现闹钟功能。
1.3 课程设计技术指标
（1）LCD液晶每行刷新显示。
（2）实时时钟可提供年、月、日、时、分和秒，每月的天数可以自动调整，且具有闰年补偿功能。
（3）时间是24小时制；年限2000年~2099年。
（4）测量温度范围为 0 ℃ ~+ 60 ℃ ，误差为 ± 0.5°C 。
二、 方案的选择及确定
2.1 单片机芯片的选择
方案（1）: 采用AT89S51芯片作为硬件核心
该芯片采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是需要通过下载板来下载，比较不方便。
方案（2）：采用传统的STC89C52RC芯片作为硬件核心
该芯片具有 8KB 在线系统可编程Flash存储器。STC89C52RC使用经典的MCS-51内核，但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，并且可直接使用串口下载。
因AT89S51需要通过下载板下载，而STC89C52RC可直接使用串口下载，所以选择采用方案（2）STC89C52RC作为主控制系统.
2.2 显示模块的选择
方案（1）: 8段数码管显示
8段数码管是利用发光二极管的特性组合而成数字显示器件，通过控制相应的二极管的状态显示相应的数字。采用数码管显示,数码管亮度高、体积小、重量轻，但其显示信息简单、有限，操作比较液晶显示来说略显繁琐。
方案（2）：1602液晶屏显示
1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块采用液晶显示。液晶显示功耗低，轻便防震。由于设计显示信息比较多，占用的系统资源少，操作方便。
因本设计显示的字符较多，1602LCD可以显示32个字符，而8段数码管显示的字符较少，且操作比液晶显示略显繁琐，所以采用方案（2）1602液晶屏组成本设计的显示模块。
2.3 实时时间计算模块的选择
方案（1）：采用STC89C52RC芯片
STC89C52RC单片机内部带有定时计数功能，此定时功能是通过对外部晶振的脉冲进行计数，从而达到计时功能，只要使用12MHZ实现零误差的计时，因此可以利用此功能实现计时，但因为只有单一的计时功能，要实现“电子时钟”的功能需要较复杂的程序，时间计算逻辑较困难，所以使用不便。
方案（2）：采用DS1302芯片
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片。该芯片采用3线串行接口方式，可提供年月日、星期、时分秒等时间信息，并可根据月份和
闰年的情况自动调整月份的结束日期。内部带有31个字节RAM，用于存放临时性数据，同时具有可编程涓细电流充电能力。
因STC89C52RC芯片时间计算逻辑较困难，而DS1302可根据月份和闰年的情况自动调整月份的结束日期且具有编程涓细电流充电能力，所以采用方案(2)实现实时计时功能。
2.4 实时环境温度采集模块选择
方案（1）：采用热敏电阻
热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件．热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电阻变化。通过一定的电路可以将周围环境的温度变化转化成电压的变化，通过AD转化器件将信号传输给单片机进行分析，所以热敏电阻需要的外部器件较多。
方案（2）：采用DS18B20
DS18B20是美国DALLAS公司生产的数字温度传感器，采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20 的双向通讯。在使用中可以不接任何外围元件，或者在单总线上接一个4.7K的上拉电阻，支持多点组网功能 多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温，供电方式灵活 DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源，因此非常适合本系统使用。
因热敏电阻需要的外部器件较多，而DS18B20在使用中可以不接任何外围元件，或者在单总线上接一个4.7K的上拉电阻，所以采用方案（2）构成本设计的实时温度采集模块。
2.5 电路设计最终方案决定
综上各方案所述,本系统以STC89C52RC单片机为控制核心，通过与DS1302和DS18B20通信获取实时时间和实时环境温度，并将得到的数据通过1602液晶显示出来，同时通过对应的按键调整相应的值，并且通过蜂鸣器实现报警功能。因此本设计的总体方案组成框图如图2-1所示：
三、 系统硬件设计
3.1 主控模块
本次课程设计主要用到STC89C52RC单片机，硬件原理图（见附录图一）。端口分配表如3-1所示：
表3-1 端口分配表