用DS1302与数码管设计的可调电子表设计与仿真

目录

摘要 .............................................................. 2 1 引言 ............................................................ 3 2 设计方案与要求 .................................................. 3

2.1 功能要求 ............................................................ 3 2.2 系统基本方案选择和论证 .............................................. 3

2.2.1 单片机芯片的选择和论证……………………………………………………3 2.2.2 显示模块的选择和论证………………………………………………………4 2.2.3 时钟芯片的选择和论证………………………………………………………4 2.3 电路设计最终方案决定 ................................................ 4 2.4 各硬件基本原理及介绍 ................................................ 4

2.4.1 AT89C51单片机原理及介绍…………………………………………………4 2.4.2 LED数码管显示原理及介绍…………………………………………………5 2.4.3 DS1302原理及介绍…………………………………………………………..5

3 硬件设计部分 .................................................... 6 3.1 电路设计框图 ........................................................ 6 3.2 系统硬件概述 ........................................................ 6 3.3 主要单元电路的设计 .................................................. 6

3.3.1 单片机主控制模块的设计……………………………………………………6 3.3.2 时钟电路DS1302的设计…………………………………………………….7 3.3.3 显示模块的设计………………………………………………………………9 3.3.4 锁存器模块的设计…………………………………………………………..10

4 软件设计部分 ................................................... 10 4.1 软件设计概述 ........................................................10 4.2 Keil C51和Proteus介绍 .............................................11

4.2.1 Keil C51的介绍……………………………………………………………...11 4.2.2 Proteus的介绍……………………………………………………………….11 4.3 整体设计 ............................................................11 5 结束语 ......................................................... 14

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基于DS1302与数码管设计的电子表

摘要

单片机应用技术飞速发展，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生

活中广泛使用的各种智能IC卡、电子产品等，这些都离不开单片机。单片机是将CPU、RAM、 ROM、定时器、计数器和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上,而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本文通过对一个基于DS1302与数码管的电子表的设计，从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。系统由主控制器AT89C51、实时钟电路DS1302、显示电路组成，能实现时钟显示的功能，能进行时、分、秒的显示。

关键词：单片机；DS1302；数码管；电子表

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1 引言

随着微电子技术的高速发展，随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，对时间的要求越来越高，精准数字计时的消费需求也是越来越多。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。

而电子表作为电子类小设计,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，不仅考察了对单片机的掌握能力更加强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。电子表已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用，壁挂式LED数码管显示的万年历逐渐受到人们的欢迎。

采用软件和硬件结合的方法，控制LED数码管输出，分别用来显示年、月、日、时、分、秒，其最大特点是:硬件电路简单，安装方便易于实现，软件设计独特可靠。在软件设计过程中，应对硬件部分有相关的了解，这样有助于对设计更深刻的了解，有助于软件设计。

2 设计方案与要求

2.1 功能要求

本电子表的功能：能动态显示小时、分钟、秒 2.2 系统基本方案选择和论证 2.2.1 单片机芯片的选择和论证

方案一:

采用AT89S52芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 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，对芯片的多次拔插会对芯片造成

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一定的损坏。 方案二:

采用AT89C51,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89S52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。 结论：

采用AT89C51作为主控制系统. 2.2.2 显示模块的选择和论证

方案一：

采用LED液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字、图形。但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LED液晶显示屏。 方案二：

采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。 结论：

采用LED数码管作为显示。 2.2.3 时钟芯片的选择和论证

方案一：

直接采用单片机定时计数器提供脉冲信号，使用程序实现年、月、日、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。 方案二：

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、月、年进行计数，而且精度高。 结论：

采用DS1302作为时钟芯片。 2.3 电路设计最终方案决定

综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用AT89C51作为主控制系统、 DS1302提供时钟、LED数码管动态扫描作为显示。 2.4 各硬件基本原理及介绍 2.4.1 AT89C51单片机原理及介绍

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把CPU、随机存储器RAM、ROM、多种I/O接口和中断系统、定时器/计数器、A/D转换器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。AT89C51单片机为40引

脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一条I/O线都能独立地作输出或输入。

AT89C51引脚如图所示

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