毕业论文_基于51单片机设计的多功能数字时钟

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1、天津职业技术师范大学TianjinUniversityofTechnologyandEducation课程设计专业班级：应电0811学生姓名：指导教师：系别：电子工程学院目录题目1多功能数字钟11系统设计11.1设计要求11.1.1主要性能指标11.1.2创意部分11.2总体设计方案11.2.1概述及设计思路11.2.2方案论证22系统组成与工作原理32.1系统框图及工作原理32.2单元电路设计42.2.1MC-51单片机42.2.2复位电路52.2.3时钟电路62.2.4显示电路62.2.5按键电路82.2.6温度采集部分93软件设计103.1程序流程图103.2系统程

2、序104实验与调试164.1硬件测试164.2软件测试174.3实物调试185附录A元件清单206附录B参考文献207附录C电路原理图21天津职业技术师范大学课程设计题目多功能数字钟1系统设计1.1设计要求设计制作一个24小时制多功能数字钟。1.1.1主要性能指标1、数字显示年、月、周、日、时、分、秒。2、温度显示，精确到小数点后1位。3、时钟误差<5S/24H。温度误差不超5。1.1.2创意部分要求准确的进行年、月、周、日、时、分、秒的转换，切换两种显示模式。1.2总体设计方案1.2.1概述及设计思路该设计方案是以MC51单片机为核心，采用LCD液晶屏幕显示系统，温度采

3、集模块、日期提醒、键盘时间调整预设置等模块，所构建的数字时钟系统，能动态显示实时时钟的时、分、秒，数据显示(误差限制在30每天)，温度调节模块进行了重点设计实现SB0、SB1、SB2、SB3、SB4五个键实现时钟正常显示，调时。本系统设计大部分功能有软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性也得大大提高。22天津职业技术师范大学课程设计1.1.1方案论证（1）时钟模块【方案一】采用单片机内置定时/计数器。它的处理过程主要是先设定单片机内部定时/计数器的工作方式，对机器周期计数确定基准时间，然后用另外一个定时器软件计数的方法对基准时间形成秒，秒计60次形成分，分计60次形成小时

4、。依此类推，获取日期也是采用相同的方法。该方案在具体实现过程中，计时存在较大的误差。如果晶振受到其他外界信号干扰，或者基准时间计算不准确，都会导致时间显示错误。【方案二】采用555多谐振荡器。由555定时器组成一个多谐振荡器，产生周期为100HZ的脉冲，然后经过两个74LS160组成的分频器得到1HZ的秒脉冲。多谐振荡器的稳定度及频率的准确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用成品晶振构成振荡器电路。计时精度取决于振荡器的频率，振荡器频率越高计时精度越高。【方案三】采用DS1302时钟芯片。DS1302是一种高性能、超低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，可以通过

5、串行接口与单片机进行通信。实时时钟提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每个月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM标志位决定采用24或12小时时间格式。芯片内部集成备用电源，当外围电路电路有电源供应的时候，备用电源充电储能。当外围电路掉电时，DS1302芯片工作在休眠状态，以备用电源供电。当外围电路再次供电，即可唤醒休眠进入正常工作状态，显示时间无任何异常。该系统设计中，采用方案三。（2）温度传感器【方案一】选用CMOS数字式温度传感器。DS1612是美国达拉斯半导体公司生产的CMOS数字式温度传感器。内含两个不挥发性存储器，可以在存储器中任意的设定上

6、限和下限温度值进行恒温器的温度控制，由于这些存储器具有不挥发性，因此一次定入后，即使不用CPU也仍然可以独立使用。DS1612可测量的温度范围为-55℃~+125℃，在0℃~+70℃范围内，测量精度为±0.5℃。DS1621同外部电路的控制信号和数据的通信是通过双向总线来实现的。通过设定寄存器来设置工作方式，并对工作状态进行监控。【方案二】选用DS18B20温度传感器。DS1820是一种三脚塑封芯片，1脚接地，3脚为VCC（当用外部电源供电时接+5V；当用总线供电时接地），2脚为数据总线。DS18B20采用单总线数据通信，当检测温度范围为-65℃~+125℃22天津职业技

7、术师范大学课程设计，精度可达±0.5℃。内置EEPROM，可存放长期需要保存的数据。全数字温度转换及输出，多样封装形式，适用多种不同的硬件系统。该系统设计中，采用方案二。（3）数据显示【方案一】采用LED数码管显示数据。LED数码管是由若干个发光二极管组成的显示字段的显示器件，当数码管中的某个发光二极管导通的时候，相应的一个字段便发光，不导通则不发光。一般来说，LED数码管的控制可分为段选控制和位选控制。段选是LED所显示的字段，如：a，b，c，d，e，f，g，dp,当a，b，c同时点亮时显示数字7；当a，b，d，e，g同时点