单片机课程设计报告-日历 - 图文(2)

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偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。

图2.2.2 DS1302引脚功能图

DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传送的方法。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc>2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。

2.2.3 LED数码管

本课程设计采用共阳极数码管

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2.2.4 MAX232

第一部分是电荷泵电路:由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。

TTL/CMOS数据从11引脚（T1IN）、10引脚（T2IN）输入转换成RS-232数据从14脚（T1OUT）、7脚（T2OUT）送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从13引脚（R1IN）、8引脚（R2IN）输入转换成TTL/CMOS数据后从12引脚（R1OUT）、9引脚（R2OUT）输出。

第三部分是供电:15脚GND、16脚VCC（+5v）。 2.2.5 74LS174

74LS164 为 8 位移位寄存器,其主要电特性的典型值如下：54/74164 185mW 54/74LS164 80mW

当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。串行数据输入端（A，B）可控制数据。当 A、B任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0为低电平。当A、B有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK上升沿作用下决定Q0的状态。引脚： CLOCK ：时钟输入端

CLEAR： 同步清除输入端（低电平有效） A，B ：串行数据输入端 QA－QH： 输出端

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3 硬件电路设计

3．1 电路设计框图

DS1302时钟控制电路 手动键盘控制电路 STC89C52RC单片机主控电路 电源驱动电路 LED数码管显示电路 图3.1 电路设计框图

3．2 主要单元电路设计

单元电路的设计包括主控制系统、时钟电路模块、显示模块、复位电路和稳压电路的设计。

3.2.1 单片机主控制模块的设计

单片机的最小系统如下图所示,18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和30PF电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和30PF电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出.第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端。

图3.2.1 主控制系统

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3.2.2 时钟电路模块的设计

如图所示DS1302的引脚排列，其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768KHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。I/O为串行数据输入端（双向）。SCLK始终是输入端。

图3.2.2 DS1302的引脚图

3.2.3 显示模块电路

显示电路采用3位共阳极LED数码管。内部的三个数码管共用a~dp这8根数据线，共有12个引脚，引脚排列依然是从左下角的那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为1~12脚。数码显示管需要74LS164来驱动。

图3.2.3 数码管与74LS164驱动电路

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4 主要参数计算与分析

4．1 计算与分析

本设计完成了设计任务的所有要求。单片机采用STC89C52，编译环境为keil，程序使用C语音进行编写。电路设计使用proteus仿真软件进行仿真调试，在Altium Designer上设计原理图并绘制PCB图。设计硬件制作比较顺利。接着，主要是程序的调试。程序调试的难点在于设计的功能模块过多，程序结构比较复杂，使得调试起来比较费时间。完成设计任务的要求1：显示年月日、时分秒。2：具有可调整日期和时间功能。

5 调试过程

5．1 硬件调试

单片机应用系统的硬件和软件调试是交叉相互进行的，但通常是先排除样机中明显的硬件故障，尤其是电源故障，才能安全地和仿真器相连，进行综合调试。

5.1.1 硬件电路故障

（1）错线、开路、短路

解决方法：在画原理图时仔细检查、校正即可解决。 （2）元器件损坏

解决方法：在设计过程中要明确各元器件的工作条件，严格按照元器件正常工况下进行操作，损坏的元器件要及时更换，以免损坏其他元件或影响电路功能的实现。

（3）电源故障

解决方法：电源必须单独调试好以后才能加到系统的各个部件中。当所有部分在该电源作用下都能正常工作，就选用该电源。

5.1.2 硬件调试方法

本设计调试过程中所用的调试方法是静态测试：

在样机加电之前，首先用万用表等工具，根据硬件电器原理图和装配图仔细检查样机线路的正确性，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。第二步是加电后检查各个插件上引脚的电位，仔细测量各点电位是否正常，尤其应注意单片机插座上的各点电位，若出现较高电压值，联机时将会损坏仿真器。第三步是在不加电情况下，除单片机以外，插上所有的元器件，最后用仿真适配器将样机的单片机插座和仿真器的仿真接口相连，为联机调试做准备。

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