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1、毕业设计（论文）STC12C2052 单片机电子时钟目 录目 录2摘 要3前 言4一、单片机时钟的构成与工作原理5（一）单片机时钟的构成5（二）控制电路6二、设计原理图7（一）电路原理图7三、程序设计9四、作品的组装、检测及调试23（一）组装231、电路板232、焊接23（二）、检测24（三）、调试24总 结25参考文献26附录 元件清单27摘 要时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型的时钟。现今，高精度的计时工具大多数
2、都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED 显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要内容，其中AT89C2051 是核心元件，同时采用数码管动态显示“时”、“分”、“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确、显示直观等特点。它的计时周期为24 小时，显满刻度为“23时59 分59秒”，另外，具有校时功能，断电后有记忆功能，恢复供电时可
3、实现计时同步等特点。本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机STC12C2052(与AT89C2051 的引脚排列相同)芯片和LED 数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。 前 言近年来随着技术的发展，超大规模集成电路的开发运用，电子技术领域里出现了一系列崭新的器件、系统和技术手段，各种各样新型的电子器件纷纷问世，其电子产业的小型化，智能化，绿色节能化，以满足了人们对电子产品的需求。而单片机嵌入式系统的出现，又让电子产品向着智能化发展。它有着成本低、便于调试等优点。考虑到本题的题意，用单片机直接做时钟也是可行的。本电路就没有使用时钟芯片，因为
4、晶振的时钟脉冲可以说的是十分稳定的时钟源，做一个简单的模拟时钟是没问题的。这样就大大节省了作品的成本，同时又不乏实用性。作品在调节时钟方面又添加了新功能：小时和分对应的个位和十位都可以进行增加值。这样就可以十分方便的对时间进行调整了，节省了调节时间。此次设计要求在两星期内完成智能计数器装调试，并写出相关论文。本文将以我们的作品谈谈自己的的思路。 一、单片机时钟的构成与工作原理（一）单片机时钟的构成单片机时钟主要由显示电路和控制电路构成，由于本课题不需要太多的管脚，故采用了结构小巧但速度更快的单片机STC2052.结构方框图如下： 1、 显示电路显示电路主要由共阴极数码显示管LED（Light
5、Emit-Ting Diode)构成（1）LED 是由发光二极管作为显示字段的数码型显示器件。以发光二极管按共阴极或共阳极方式连接后封装。其中七只发光二极管（a-g 七段）构成字形“8”，另外还有一只发光二极管dp 作为小数点。因此这种LED 称为七段数码显示管显示器或八段数码显示管显示器。数码管外观及管脚的接法如下图：（2）共阴极数码显示管LED 是一种电流控制器件，其发光亮度与正向电流成正比，正向电流一般为10MA 左右，有以下优点：A 能在底电平，小电流下驱动发光，电压范围为5V15V。B 能与 TTL，CMOS 电路兼容，光响应时间短，高频特性好，单色性与亮度高。C 应用范围广，适用于
6、数字仪器或仪表，自动数字控制装置及家用电器等方面。D 使用寿命长，平均使用寿命在100000h 以上。（3）工作原理当数码显示管的某一段发光二极管通电是，该段发光。若人为控制某几段发光二极管通电，就能显示出某个数字或字符。例如：使 b c f g 着四段通电发光，显示出数码“4”使 a b c f g 着五段通电发光，显示出数码“P”（4）在使用过程中一般串联一个100-1K，以防止电流过大而烧坏发光二极管。 （二）控制电路控制电路主要由：STC2052，按键.1、 STC2052STC2052 是全面兼容其它51单片机的，而51 单片机是主流大军，每一个高等院校、普通学校、网站、业余单片机培
7、训都是以51 单片机为入门教材的，所以，教材最多，例子最多。公司的请就当作是其它公司的使用（即直接应用书上写好的程序，或者修改过的程序）！双列直插脚，脚距为标准的2.54MM，可以用万能板安装；该集成有片内振荡器，不需要晶振等外围元件就可以工作；个口。口就是指的引脚即能当输入用途，也能当输出用途；内部EEROM 可以由工作程序改写(即IAP 功能)，即不需外接存储器就可以断电保存信息年以上；（例如做密码锁，用89C51 做的话，一般要用一个24C01 保存密码，防止停电丢失信息）本自带编程功能（即ISP功能），可以用实验板烧录程序，也可以用其它有串口通信的实验板编程。口有多种工作模式，大电流m
8、A的输入和输出，远胜其它同类产品.一片20 引脚的单片机STC2052（引脚排列与AT89C2051完全相同）为电子钟主体，其显示笔画数据从P1 口分时输出，P3 口则输出对应的六位选通信号。由于LED 数码管点亮时耗电较大，故不能使用AT89C2051 单片来完成，但是可以用STC12C2052来完成。另外，本设计制作时用超高亮的发光二极管代替昂贵的大数码管，成本低，效果独特。本电子钟设计有三个轻触式按键，这里我们分别命名为：模式设定键K1、加调整键K2、减调整键K3。由于STC12C2052 内部已经集成有复位电阻，所以，复位脚只需要接一只电容即可。本电子钟采用了一只NPN 型的三极管及蜂
9、鸣器为闹时讯响电路。本图采用电池供电，电路板上有桥式整流、滤波和三端稳压器7805 的安装位置，可以用交流电压供整个系统工作。此电子钟可与任何612V/100mA 的交直流电源适配器配合工作，适应性强。二、设计原理图（一）电路原理图（二）PCB板图 三、程序设计org 00hjmp configORG 03HJMP TE0ORG 0BHJMP TT0ORG 13HJMP TE1ORG 1BHJMP TT1config:MOV TMOD,#00010010B;T0 工作在8 位自动重装计数器模式mov th0,#8setb tr0setb et0setb et1setb eamov 3fh,#1
10、;定时总路数，默认为第1 路mov 92h,#11111111b;大电流输出mov 0b2h,#11111111b;大电流输出mov 39h,#00;工作模式0=走时模式1=校时模式2=定时模式3=误差模式mov r2,#0;设定默认的闪动模式mov r1,#15;设定长按键的时间mov r3,#30;设定不按键的最长时间mov 5bh,#126;设定响铃的最短时间mov a,3ehcjne a,#51,setupjmp mainsetup:;冷启动时才加载默认值mov 36h,#12;时默认值mov 37h,#59;分默认值mov 38h,#40;秒默认值clr 5ah;设置是否闹时clr
11、59h;设置是否整点闹时setb 58h;设置是否秒点闹时mov r0,#7fh;定时默认值24：30dsmr:mov r0,#24inc r0mov r0,#30inc r0cjne r0,#0ffh,dsmrmov r0,#7fhmov r0,#13inc r0mov r0,#01inc r0mov r0,#13inc r0mov r0,#03inc r0main:mov 3eh,#51call clockcall cupcall hledcall sounddjnz 5ch,$djnz 5ch,$call disp ;LED 数码显示call keycall runjmp maintt0
12、:push accpush pswinc r7cjne r7,#254,t0endmov r7, #86setb 55hjnb 5fh,t0end;是否需要校正clr 5fh;校正过清除标志mov a,r7jb 5eh,jiassubb a,55hjmp wcendjias:add a,55hwcend:mov r7,at0end:pop pswpop accreticlock:jnb 55h,eeeee;检查中断计数标志clr 55hcpl 56hjnb 56h, eeeee;一次延时cpl 57hjnb 57h, eeeee;二次延时cpl p3.7jnb p3.7, eeeee;三次延时
13、inc 38h ;时钟程序秒加1mov r0,5ah;看现在有没有响铃中cjne r0,#0,ssound;如果正逢闹铃则秒不响jnb 58h,ssound;如果禁止秒响则秒不响mov 5ah,#1;是否秒响ssound:mov r6,38h;检查60秒就要分加1cjne r6,#60,eeeeemov 38h,#0ck1:inc 37h;分是整数，先校正时间setb 5fh;每分钟校正一次数据，高电平表示可以校正mov r6,37h;检查分是否到了60cjne r6,#60,cendmov 37h,#0;mov r0,5ah;看现在有没有响铃中;cjne r0,#0,ck2;如果正逢闹铃则秒
14、不响jb 59h,ck2;如果禁止整点响则不响mov 5ah,#25ck2:inc 36hmov r6,36h;检查小时是否到了24cjne r6,#24,cendmov 36h,#0cend:jb 5ah,eeeee;如果禁止响闹就跳到结尾，后面为比较定时时间mov r0,#7eh;装入定时初始值，7FH装入的是第一个小时值dschk:inc r0;检查定时mov a,r0inc r0cjne r0,#0feh,dschk0;jmp eeeeedschk0:cjne a,36h,dschk;小时是否相等，小时相等就检查分钟mov a,r0cjne a,37h,dschk;分钟也相等的话就装入
15、闹时值，否则检查下一个时间mov 5ah,#250eeeee:rettt1:retite0:retite1:reticup:mov 3ah,36hmov 3bh,37hmov 3ch,38hmov a,39hcjne a,#20,ms1up;是否要显示定时路数和时间mov 3ah,3fhmov a,#7dhadd a,3fhadd a,3fhmov r0,amov 3bh,r0inc r0mov 3ch,r0mov a,39hms1up:cjne a,#30,msup;是否要示误差校正时间mov 3ch,55hmsup:mov a,3chmov b,#10div ab ;将秒计算后送入显示缓存
16、mov 30h,bmov 31h,amov a,3bhmov b,#10div ab ;将分计算后送入显示缓存mov 32h,bmov 33h,amov a,3ahmov b,#10div ab ;将小时计算后送入显示缓存mov 34h,bmov 35h,arethled:mov a,39hcjne a,#10,ms1jb 56h,ms1cjne r2,#0,h1mov 35h,#11mov 34h,#11h1:cjne r2,#1,h2mov 33h,#11mov 32h,#11h2:cjne r2,#2,ms1mov 31h,#11mov 30h,#11ms1:cjne a,#20,ms2
17、jnb 57h,ms2cjne r2,#0,h21mov 35h,#11mov 34h,#11h21:cjne r2,#1,h22mov 33h,#11mov 32h,#11h22:cjne r2,#2,ms2mov 31h,#11mov 30h,#11ms2:cjne a,#30,hendjb 5eh,h31mov 35h,#12mov 34h,#12mov 33h,#12mov 32h,#12jmp hendh31: mov 35h,#13mov 34h,#13mov 33h,#13mov 32h,#13hend:retdisp:mov p1,#10000000bsetb p3.0setb
18、 p3.1setb p3.2setb p3.3setb p3.4setb p3.5cjne r5,#6,ds0;r5 等于显示的当前LED,r5 的值不能随意改变mov r5,#0ds0:inc r5cjne r5,#1,ds1clr p3.5mov a,30hcall ledtabds1:cjne r5,#2,ds2clr p3.4mov a,31hjmp ledtabds2:cjne r5,#3,ds3clr p3.1mov a,32hjmp ledtabds3:cjne r5,#4,ds4clr p3.3mov a,33hjmp ledtabds4:cjne r5,#5,ds5clr p
19、3.2mov a,34hjmp ledtabds5:cjne r5,#6,edispclr p3.0mov a,35hjmp ledtabedisp:retledtab:nokey:jb p1.7, kk ;检查按键是否按下mov 40h,r5 ;按键按下取键值kk:mov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p1,ajmp edispsound:mov r0,5ahcjne r0,#0,yyyyjmp soundendyyyy:clr p1.7djnz 5bh,soundendmov 5bh,#126dec 5ahsoundend:retkey:cjne r5,#1,sc
20、an1mov 40h,#0;按键已经松开jmp kendscan1:cjne r5,#6,kend;只有等于6 时才检查键值mov r6,40hcjne r6,#0,kset;不等于0 说明有按键按下，分别设定有键无键的最长时间mov r1,#20;设定长按键时间一般为2-3 秒clr 51h;按键放开中jmp ksetendkset:mov r3,#200;设定不按键的最长等待时间,一般为10-30 秒setb 51h;按键中mov a,39hadd a,r6mov r4,a;ksetend:djnz 56h,kend;检查长按键延时用mov 56h,#25;根据时钟频率来确定延时程度cjn
21、e r6,#0,long1;不等于0说明有按键按下，分别求出有键按和无键按的时间djnz r3,kendmov 39h,#0;10 秒钟长时间没有键按下时模式回到正常走时;clr p3.7jmp kendlong1:djnz r1,kendmov a,39hadd a,#10mov 39h,a;有按键长按2 秒以上模式加10mov r2,#0;setb p3.7kend:kendd:retskey:jmp kendrun:jb 51h,gotoend;按键是否放开，不放开不执行按键程序jmp run000gotoend:jmp runendrun000:cjne r4,#6,run011;定时
22、闹功能clr 58hcpl 5ahmov 5ah,#0jb 5ah,run011mov 5ah,#1run011:cjne r4,#3,run012;整点闹功能clr 58hcpl 59hmov 5ah,#0jb 59h,run012mov 5ah,#1run012:cjne r4,#4,run0;秒闹功能cpl 58hmov 5ah,#0run0:cjne r4,#16,run1;校时模式inc r2;调校时分秒三种情况选择cjne r2,#3,run1mov r2,#0run1:cjne r4,#13,run2;校时加数模式cjne r2,#0,jj1inc 36hmov a,36hcjn
23、e a,#24,jj1mov 36h,#0jj1:cjne r2,#1,jj2inc 37hmov a,37hcjne a,#60,jj2mov 37h,#0jj2:cjne r2,#2,run2inc 38hmov a,38hcjne a,#60,run2mov 38h,#0run2:cjne r4,#14,run3;校时减数模式待添加的隐藏文字内容3cjne r2,#0,jg1dec 36hmov a,36hcjne a,#255,jg1mov 36h,#23jg1:cjne r2,#1,jg2dec 37hmov a,37hcjne a,#255,jg2mov 37h,#59jg2:cj
24、ne r2,#2,run3dec 38hmov a,38hcjne a,#255,run3mov 38h,#59run3:cjne r4,#26,run4;定时模式inc r2;定时模式的R2 表示选择路数、设定小时和分钟的情况cjne r2,#3,run4mov r2,#0run4:cjne r4,#23,run5;定时模式的加模式dsjia:cjne r2,#0,dsjia1inc 3fhmov a,3fhcjne a,#65,dsjia1;最大的定时路数mov 3fh,#1dsjia1:cjne r2,#1,dsjia2inc 3bhmov a,3bhcjne a,#25,dsup11m
25、ov 3bh,#0dsup11:call dsupdsjia2:cjne r2,#2,run5inc 3chmov a,3chcjne a,#60,dsup22mov 3ch,#0dsup22:call dsuprun5:cjne r4,#24,run6;定时模式的减模式dsjian:cjne r2,#0,dsjian1dec 3fhmov a,3fhcjne a,#0,dsjian1mov 3fh,#64;最大的定时路数dsjian1:cjne r2,#1,dsjian2dec 3bhmov a,3bhcjne a,#0ffh,dsup33mov 3bh,#24dsup33:call dsu
26、pdsjian2:cjne r2,#2,run6dec 3chmov a,3chcjne a,#0ffh,dsup44mov 3ch,#59dsup44:call dsuprun6:cjne r4,#36,run7;误差模式;inc r2;误差模式的调快还是调慢模式cpl 5eh;cjne r2,#2,run7;mov r2,#0;clr 5ehrun7:cjne r4,#33,run8;误差模式inc 55h;误差系数的加法mov a,55hcjne a,#81,run8mov 55h,#0run8:cjne r4,#34,run9;误差模式dec 55h;误差系数的减法mov a,55hc
27、jne a,#255,run9mov 55h,#80run9:cjne r4,#46,run10;响铃模式mov 39h,#0run10:cjne r4,#43,run11;响铃模式mov 39h,#0run11:cjne r4,#44,run12;响铃模式mov 39h,#0run12:cjne r4,#56,run13;到正常模式mov 39h,#0run13:cjne r4,#53,run14;到正常模式mov 39h,#0run14:cjne r4,#54,rund;到正常模式mov 39h,#0rund:mov r4,#0runend:retdsup:;保存定时时间mov a,#7d
28、hadd a,3fhadd a,3fhmov r0,amov r0,3bhinc r0mov r0,3chret27table:db11110111b,11000001b,10111011b,11101011b,11001101b,11101110b,11111110bdb11000011b,11111111b,11101111b,00000000b,00000000b,10001000b,10101010bend四、作品的组装、检测及调试（一）组装1、腐蚀电路板如右图2、利用做好的电路板，将原件一一焊接在电路板上，焊好的作品如下图（二）、检测直接目视检查焊接是否有开路，元器件漏焊，电路板上是
29、否有锡珠，各线路是否有短路的现象。有则做相应的处理。利用万用表检测元器件之间各管脚是否存在短路，虚焊，开路等现象对照电路图检查焊接是否符合要求。有问题做相应的处理。（三）、调试做完第一步检测后插入单片机芯片给电路通电，按下复位开关。若通电后，电路不能按设计正常工作，则要对其进行修护检测，利用分块检测法，采用逆向思维。步骤为：1.正常走时：默认为走时状态，按24 小时制显示“时时：分分：秒秒”，按实际时间以秒为单位变化，同时四个秒点变化。2.走时调整：长按K1（或K2、K3），时、分、秒会有其一快速闪动，按K1会循环，按K2和K3 可以分别对闪动的数字进行加或者减。3.闹时调整：再次长按K1（或
30、K2、K3），时、分、秒会有其一慢速闪动，按 K1会循环，按K2 和K3 可以分别对闪动的数字进行加或减。注意：时位01-64 变化，表示64 路定时；分位00-24 变化，表示24 小时和不闹，默认为24不闹；秒位00-59变化，表示60 分钟。因此，只能以分钟为最小单位设定多路闹时。4.误差修正：走时精度由高频石英晶振（4MHz 比32.768KHz高出100 倍）决定。理论上可以做到月误差小于6秒。在闹时调整状态下，长按K1（或K2、K3），时位、分位会变成全“一”或者全“三”表示变慢或者变快，按K1选择；按K2、K3秒位会在00-80中变化，数字越大，表示修正越大，00 等于不变快也不
31、变慢。5.任何状态下：长时间（20 秒以上）不按任何按键，都会自动回到正常走时状态。这时：A、如果正逢闹铃响（会长响20秒）中，按K1、K2、K3 任意键可以停止发声。B、按K3 可以启停电子钟每秒都发出短短的“嘀”声。C、整点报时功能：按K2 可以开启和关闭整点报时功能。开启后每逢整点就会听到长响两秒“嘀”声。6、闹时开关功能：按K1可以开启和关闭定时闹铃功能。关闭闹铃时，设置的数据仍然保留，但是不输出。 总 结人类已满怀激情地跨入了充满机遇与挑战的二十一世纪，这是一个科技的时代。电子产品的普及，使人类的生产方式，生活方式和思维方式发生了深刻的变化。它已成为人类文化的一个重要组成部分。通过本
32、次毕业设计，我感到电子科学奥秘无穷无尽。其电子产业的小型化，智能化，绿色节能化。其自动化，操作的简单化。以满足人们对电子产品的需求。同时，我掌握了很多新知识：再一次强化了动手实践能力，焊接水平有所加强。掌握了一些芯片和元器件的结构和工作原理。在此次毕业设计中，我充分体会到了熟练运用相关软件的重要性，不像之前的数电课设，并没有多少工作在计算机里实现的，就仅仅画出了电路图之后用元器件在面包板上搭电路就行了。此次课设绝大多数工作都高度依赖计算机，从仿真到绘制原理图，再到编制PCB图，可以说每一步都很艰难，每一步都是我们一步一个脚印结结实实踩下去的。在调试和分析电路方面有了很大的进步。以前只会用数字万
33、用表的二极管档位去量测是否有短路和虚焊等。根本不知道怎样去调试电路，也不知道怎样去分析电路。现在就知道了怎样去把一个电路分割成几个部分去分析，根据信号的先后去量测，检修时有了清晰的思路。 参考文献1单片微型计算机与机电接口技术房小翠，王金凤. 国防工业出版社，国防工业出版社, 2002年ISBN7118028002, 97871180280032单片机应用系统设计何利民. 北京航空航天大学出版社，1997年10月，ISBN：7810127003 李广弟等编著，单片机基础北京航空航天大学出版社，2007-06-01，ISBN: 7810778374 / 97878107783744单片微型机原理
34、、应用与实践张友德. 复旦大学出版社, 2010-12-01, ISBN：97873090765165罗中华等编著，数字电路清华大学出版社, 2004年11月第1版2006年11月第3次印刷, ISBN: 7-302-09627-96单片机计算机及应用白驹衍 电子工业出版社, 1999.27电子线路设计谢自美华中出版社, 2006-08-01, ISBN：97875609378238单片机原理及应用教程范立南学出版社，2006年01月，ISBN：9787301104651 十位:73011046509电子系统设计与实践杨刚 电子工业出版社，2004年01月，ISBN：9787505395930
35、十位:750539593910电子技术课程设计指导彭介华高等教育出版社，1997-10-1，ISBN:704006118X 附录 元件清单清 单序号名称编号参数1数码管LED32LED0.42晶振JZ4M3电解电容C310UF4瓷片电容C230P5瓷片电容C130P6瓷片电容C41047瓷片电容C51048电解电容C6220UF9电阻R1-R8220RX810稳压块IC2780511三极管Q1901312蜂鸣器B1有源13接线柱CZCON214数码管LED12四位带时钟点,0.56英寸15电阻R910K16单片机芯片IC1STC205217按钮K1-K36X6X518跳线TX1-TX7用元件引脚19电路板环氧板79mmX80mm
