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

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

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

STC89C52RC

电源模块

独立按键

时钟模块

显示模块

闹钟模块

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

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.

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。

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。

S3

S4

S2

P2.5

P2.6

P2.4

S5P2.7

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：

图 2.1 STC89C52RC 单片机

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。

12MHZ

P1.01

P1.23

P1.34

P1.45

P1.56

P1.67

P1.78

RST9

P3.0/RXD10

P3.1/TXD11

P3.2 INT012

P3.3/INT113

P3.4/T014

P3.5/T115

P3.6/WP16

P3.7/RD17

XTAL218

XTAL119

GND20

P2.021

P2.122

P2.223

P2.324

P2.425

P2.526

P2.627

P2.728

NA29

ALE30

EX_LVD31

P0.732

P0.633

P0.534

P0.435

P0.336

P0.237

P0.138

P0.039

VCC40

P1.12

STC40

AT1+5V

R310K

12

C510uF

1 2C3

22

1 2C4

22

+5V

(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。

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。

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

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

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。

主程序流程图如图 3.1 所示：

图 3.1 主函数流程图

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

调整模式

闹钟模块

LED 显示模块

按键扫描模块

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。

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。

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

7 附录

多功能电子钟电路图

由衷的感谢各位老师的光临 谢谢