单片机原理课程设计课题名称：基于DS1302的数码管显示数字钟专业班级：电子信息工程学生学号：0414070126 学生姓名：张向阳指导教师：张云马崇霄设计时间：2010年6月21日--2010年6月25日目录摘要...................................................................................1 设计任务和要求.....................................................................2 方案论证...........................................................................3 系统硬件设计.......................................................................3.1 系统总原理图 ...............................................................3.2 元器件清单.................................................................................... ..................................................3.3 PCB板图.................................................................................... ...................................................3.4 Proteus仿真图..............................................................3.5 分电路图及原理说明.........................................................3.5.1 主控部分(单片机MCS-51).................................................................... ..........3.5.2 计时部分（实时时钟芯片DS1302）..................................................................3.5.3 显示部分（共阳极数码管）....................................................................... .........3.5.4 调时部分（按键）....................................................................... .........................4 系统软件设计.......................................................................4.1 程序流程图..................................................................4.2 程序源代码...................................................................5 心得体会...........................................................................6 参考文献...........................................................................7 结束语.............................................................................基于DS1302的数码管显示数字钟设计摘要本次课程设计的是使用专门的时钟芯片DS1302在数码管上显示的数字电子钟，并能通过按键对其进行调时和校准。
DS1302是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它能够对时，分，秒进行精确计时，它与单片机的接口使用同步串行通信，仅用3条线与之相连接，就可以实现MCS-51单片机对其进行读写操作，把读出的时间数据送到数码管上显示。
程序运行时，数码管将从当前时间开始显示，通过调节K1键和K2键可以分别对小时和分钟进行调整，调整后，时钟以新的时间为起点继续刷新显示。
关键字：MCS-51单片机、DS1302，数码管，按键，动态扫描，调时，校准；1设计任务和要求1. 应用MCS-51单片机设计单片机实现数字钟（LED显示小时：分：秒）电路；2. 选用八位LED数码显示，实时显示时、分、秒，采用按键式实现时钟对表和快慢调整；3. 硬件设计部分，根据设计的任务选定合适的单片机，根据控制对象设计接口电路。
设计的单元电路必须有工作原理,器件的作用,分析和计算过程；4. 软件设计部分，根据电路工作过程，画出软件流程图，根据流程图编写相应的程序，进行调试并打印程序清单；5.原理图设计部分，根据所确定的设计电路，利用Protel工具软件绘制电路原理图、PCB板图、提供元器件清单。
2方案论证实现数字电子钟的设计有以下两种基本方案，现就两种基本方案的优劣进行具体论证，从而说明选择方案二的理由。
方案一：直接用单片机的内部定时器来实现时间。
该方案以MCS-51单片机为主控芯片，以MCS-51的内部定时器产生的1s中断作为时钟的驱动，然后再通过8个74LS245缓冲器驱动8个独立的数码管来组成数字钟电路。
该电路由于数码管和缓冲器的数目较多，所以在连线方面比较复杂，而且用到的分压电阻也比较多。
但是此方案最大的缺点在于单片机89C51产生的1s 中断存在误差，如果工作时间长的话，数字时钟显示的时间将会出现严重的偏差，不够精确。
方案二：使用串行接口时钟芯片DS1302设计时钟电路。
该设计方案以MCS-51单片机为主控芯片，以串行时钟芯片DS1302为核心计时芯片，然后再通过一个74LS245缓冲器驱动两组数码管组（每个数码管组由四个数码管连在一起组成）组成数字时钟电路。
更重要的是，DS1302时钟芯片的加入大大提高了数字钟时间的准确性，而且该电路在断电后不丢失时间和数据信息时也使得该方案的研究与提升更具有开发的意义。
3 系统硬件设计 3.1系统总原理图EA/VP 31X119X218RESET 9INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728RXD10V C C40U1a b f c g de a11b 7c 4d 2e 1f 10g 5d p3dp129a b f c g de dpa b f c g de dpa b f c g de dp86DS1数码管*4a b f c g de a11b 7c 4d 2e 1f 10g 5d p3dp129a b f c g de dpab fc g de dpa b f c g de dp86DS2数码管*4Y1CR YSTALC222PF C122PF 121312&U2A 74S15G 19DIR 1A12B118A23B217A34B316A45B415A56B514A67B613A78B712A89B811U374LS245+5VA B C D E F G HAB C D E F GHA B C E F G H D 1234567812345678K1K2K3X12X23VC C11GND 4RST 5IO 6SCLK 7VC C28U4DS1302(8)Y2CR YSTAL +5V C4104+5V+5V 123456789RP1RES-8图1 数字钟总原理图3.2 元件清单元件序号型号或主要参数数量封装元件序号型号或主要参数数量封装R1100Ω 1 AXIAL0.3 U1AT89C51 1 DIP40 R21kΩ 1 AXIAL0.3 U274S15 1 DIP14 RP1 1KΩ 1 SIP9 U4DS1302 1 DIP8 C1 22pF 3 RAD2.54 U374LS245 1 DIP20 C4 104uF 1 RAD2.54 Y1 CRYSTAL 1 STAL3 DS SM41C564 2 数码管*4 Y2 CRYSTAL 1 STAL2K 按键 4 按键4.5*6.53.3PCB板图图2 总电路PCD板图3.4Proteus仿真图图3 proteus仿真图3.5分电路图及原理说明本次设计的硬件电路由主控部分(单片机MCS-51)、计时部分（实时时钟芯片DS1302）、显示部分（数码管）、调时部分（按键）4个部分组成。
各部分之间相互协作，构成一个统一的有机整体，实现数字时钟的计时功能。
现就各部分的硬件电路设计作出如下论述：3.5.1 主控部分(单片机MCS-51)MCS-51单片机作为主控芯片，控制整个电路的运行。
其外围电路主要有两部分：复位电路和晶体振荡器。
复位电路的功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤消复位信号。
为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。
该设计采用含有二极管的复位电路，复位电路可以有效的解决电源毛刺和电源缓慢下降（电池电压不足）等引起的问题，在电源电压瞬间下降时可以使电容迅速放电，一定宽度的电源毛刺也可令系统可靠复位。
晶体振荡电路：MCS-51单片机中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为该反向放大器的输入端和输出端。
这个反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。
外接石英晶体(或陶瓷谐振器)及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。
对外接电容C1、C2虽然没有十分严格的要求,但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性。