可编程数字时钟设计 毕业设计.doc

摘要
在当代繁忙的工作与生活中,时间与我们每一个人都有非常密切的关系,每个人都受到时间的影响。为了更好的利用我们自己的时间,我们必须对时间有一个度量,因此产生了钟表。钟表的发展是非常迅速的,从刚开始的机械式钟表到现在普遍用到的数字式钟表,即使现在钟表千奇百怪,但是它们都只是完成一种功能——计时功能,只是工作原理不同而已,在人们的使用过程中,逐渐发现了钟表的功能太单一,没有更大程度上的满足人们的需求。因此,数字电子时钟的出现成为必然。
,,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
在此设计中所设计的钟表不但具有普通钟表的功能,它还能实现多个额外的功能:温度测量、年,月,日,星期。
关键词:单片机,电子时钟,DS1302,DS18B20,LCD1602
目录
第一章绪论 1
第二章系统硬件电路设计 3
第1节单片机控制系统原理 3
第2节模块电路设计与比较 4
一、时钟方案选择 4
二、温度检测方案选择 4
三、显示模块的选择 4
四、其他设计的考虑 4
第3节各功能模块硬件设计及实现 5
一、单片机控制系统 5
二、 DS1302实时时钟芯片 10
三、温度模块 14
四、 1602液晶显示器 16
第4节电路总图 20
第三章系统程序设计 21
第1节主程序流程图 21
第2节中断服务程序 22
第四章程序 23
第1节系统程序设计 23
第五章总结 35
第六章参考文献 36
绪论
本设计主要分为硬件电路设计和软件实现两大部分。硬件电路设计采用模块设计:中央处理电路、时钟电路、温度测量电路三大部分;软件采用C语言编程实现,设计采用按功能模块划分,包括:主程序、显示程序、温度测量程序、时钟程序等。
在中央处理器上我们采用AT89S52单片机,该单片机是集CPU ,RAM ,ROM ,计数和多种接口于一体的微控制器。自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视和关注。它体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易,广泛应用于智能生产和工业自动化上。
在时间功能上主要依靠实时时钟芯片DS1302来完成大部分功能,DS1302是具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟电路,它以其接口简单、价格低廉、使用方便,被广泛地采用。它的主要特点是采用串行数据传输,可为掉电保护电源提供可编程的充电功能,并且可以关闭充电功能。。所以用此款芯片来实现时间功能是完全能满足电路的要求。
温度方面工作由数字式温度传感器DS18B20来完成,这款温度传感器是具有线路简单,体积小,方便易用等特点,温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。选用这个芯片使电路简化,提高了效率。
本课题通过MCS-51单片机来设计,采用C语言进行编程,可以实现以下一些功能:小时、分、秒和年、月、日的显示,定时报警功能。本设计的电子时钟系统由时钟电路,LCD显示电路,定时报警电路,按键调整电路四部分组成。51单片机通过软件编程,在LCD1602液晶屏上实现小时、分、秒和年、月、日的显示;利用时钟芯片DS1302来实现计时,定时功能;通过两个按键开关,一个用于时钟的调节,一个用于闹钟的调节,来实现参数设置和调节功能;到达设置的闹钟时间时,由蜂鸣器发声,起报警作用。本次设计的电子时钟,经过对比测试,发现实际计时的走时精度较高,可满足多种场合的应用需求。
本文详细介绍了AT89S52单片机的基本原理,分析了AT89S52各个管脚的功能及它在设计电路中的作用。本文论述了LCD1602液晶屏和时钟芯片DS1302的工作原理及其软件设计过程。
系统硬件电路设计
单片机控制系统原理
方案一:采用 CPLD可编程逻辑器件作为主控制器控制外围电路进行电压、频率测量,时钟控制、温度测量、键盘和LED控制、报警控制。此方案逻辑电路复杂,且灵活性较低,不利于各种功能的扩展,在测电压时将通过A/D测得的数值转化为电压有效值时有一定的困难。
方案二:采用 AT89S52单片机