多功能时钟设计报告.doc

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1、多功能数字钟设计报告中国计量学院2010年5月3日目录摘要1．设计任务1）基本要求2）发挥部分2．方案论证与比较1）显示部分2）数字时钟3）温度采集4）闹铃部分5）电源模块3．总体方案1）工作原理2）总体设计4．系统硬件设计1）STC89C52RC单片机最小系统2）测温模块3）时钟模块4）存储器模块5）LCD显示模块6）电源模块5．单片机程序部分1）程序编写6．测试与结果分析1）基本部分测试与分析2）发挥部分测试与分析3）创新部分测试与分析7．设计总结摘要本设计采用LCD液晶屏幕显示系统，以STC89C52RC单片

2、机为核心，由键盘、温度采集、定时闹铃、日期提醒等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对时间显示、闹铃方式进和温度采集系统行了重点设计。此外，扩展了整点报时、非易失闹铃信息存储、国内外重要节日提醒等功能。本系统大部分功能由软件来实现，吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。本系统不仅成功的实现了要求的基本功能，多数发挥部分也得到了实现，而且还具有一定的创新功能。关键字：STC89C52RC单片机、LCD液晶显示、双电源供电、温度采集、非易失定时闹铃、生日提醒、重要节日提

3、醒、整点报时1、任务设计1）基本要求　　（1）具有时间设置（小时和分钟）、闹钟时间设置、闹钟开、闹钟关功能。（2）数字显示小时、分钟，有AM、PM指示器，闹钟就绪灯，蜂鸣器。（3）利用键盘或其它方式切换，数字显示年、月、日、周次。（4）利用键盘或其它方式切换，数字显示当前环境温度（0～60℃0.2℃）。（5）利用手势或其它任意方式非接触停止闹钟。2）发挥部分　　（1）220VAC供电，具有测量、显示电网频率、电压有效值功能。（2）产生0-100k方波，频率10Hz步进可调，峰峰值〉20V（100欧姆负载），频率可以

4、键盘控制。（3）断电后，可保存电压、频率测量值，断电时间，闹钟设置值等参数，可自动保存20次，系统来电后，无需手动设置，即可恢复正常工作。（4）遥控设置闹钟、时间等参数。2、方案论证1）显示部分:显示部分是本次设计的重要部分，一般有以下两种方案：方案一：采用LED显示，分静态显示和动态显示。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很多，引线多而复杂，且可靠性也较低。而对于动态显示方式，虽可以避免静态显示的问题，但设计上如果处理不当，易造成亮度低，有闪烁等问题。方案二：采用LCD显示。LCD液晶显示具有丰富多样性、灵活性

5、、电路简单、易于控制而且功耗小等优点，对于信息量多的系统，是比较适合的。鉴于上述原因，我们采用方案二。2）数字时钟数字时钟是本设计的核心的部分。根据需要可采用以下两种方案实现：方案一：方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但

6、当单片机不上电，程序将不执行。而且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。方案二：方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS1302。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，可使系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供

7、正确的时间。基于时钟芯片的上述优点，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。3）温度采集由于现在用品追求多样化，多功能化，给系统加上温度测量显示模块，能够方便人们的生活，使该设计具有人性化。方案一：采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测小于1摄氏度的信号是不适用的。方案二：采用温度传感器DS18B20。DS18B20可以满足从-55摄氏度到+125摄氏度测量范围，且DS18B20测量精度高，增值量为0.5摄氏度，在一秒内把温度转化成数字，测得的温度值的存储在两个

8、八位的RAM中，单片机直接从中读出数据转换成十进制就是温度，使用方便。基于DS18B20的以上优点，我们决定选取DS18B20来测量温度。4）闹铃部分一般的时钟都带有闹铃，实现闹铃方式可采用以下两种:方案一：将闹钟信息存放在单片机自带的存储器中。该方案成本低而且易于实现，但是一但掉电会造成之前信息的丢失。方案二：将闹钟信息存放在非易失储存器AT24C02中。