基于单片机的多功能数字电子钟设计.doc
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1、摘要目录摘要IABSTRACTII前言V1 绪论11.1电子时钟的研究背景11.2电子时钟的国内外研究现状12 元件介绍32.1单片机STC89C5232.2实时时钟芯片DS130252.3温湿度传感器DHT1172.4液晶显示屏LCD1286482.5本章小结83 总体方案93.1系统的设计思路93.2系统硬件描述93.3系统软件描述103.4设计流程103.5本章小结104 系统硬件架构114.1单片机最小系统114.2时钟模块134.3温湿度传感器模块134.4液晶显示模块134.5按键模块144.6蜂鸣器报警模块144.7本章小结155 软件设计165.1 软件设计总体说明165.2系
2、统程序流程图设计165.3系统程序设计(见附录)205.4本章小结20结论21参考文献22致谢23附录一24附录二25摘要电子钟是当今社会中最主要的计时工具,它广泛的被应用在电脑,手机,和其他社会生活的各个方面,和所有要求时间的场所。20世纪90年代,电子技术的飞速成长推动了现代电子商品的发展,电子产品已经深入社会的各个领域,为社会生产力的发展和社会信息化程度的发展提供了强大的动力,电子技术的发展如今越来越快,电子产品的更新换代的节奏更快。在当今社会,人们越来越重视时间,生活节奏越来越快,时间就是金钱。时间如果不准确,会对那些需要精确时间的人带来极大的麻烦。本设计的核心元件是STC89C52,
3、LCD12864液晶模块、DHT11温湿度感应模块、DS1302时间模块及按键模块组成。本设计实现了万年历的基本功能,显示年、月、日、时、分、秒、星期,温湿度而且可以整点报时,闹表功能,无源时钟芯片再接一个3V电源,掉电后能正常工作,重新上电后不用调整时间。整个设计具有操作简单,性价比高,环保无噪音,低功耗等优点。关键词:电子时钟 单片机 DS1302 DHT11IIIABSTRACTABSTRACTDigitalelectronicclockisoneofthemaintimingtoolinthemodernworld,widelyusedcellphones,computers,cars
4、andsoonallaspectsofsociallife,andthetimerequiredfortheoccasion.20th century, electronic technology gained rapid development, driven in its modern electronics into almost all areas of society, a strong impetus to the development of the social productive forces and social improvement in the level of i
5、nformation, but also to modern electronic products further improve the performance, product upgrading faster and faster pace.Modern life more and more attention from the concept of time, time and money can be said to equate. For those who are very strict on time and accurate grasp of people and thin
6、gs, time is not accurate will bring great trouble.ThisdesignusesAT89S52micro-controllerasthecorecomponent,attached above power-on reset circuit, crystal oscillator circuit, LCD12864B liquid crystal display modules, DHT11 temperature and humidity sensor module, DS1302 time module and key tone circuit
7、.The design and implementation of the basic functions of the calendar, year, month, day, hour, minute, second, day, temperature and humidity but also the whole point timekeeping, alarm clock function, followed by a clock chip passive 3V power supply can power down after working properly, do not adju
8、st the time after power outages. The whole design is simple, cost-effective, environmentally friendly no noise, low power consumption.Keywords: Electronic Clock MCU DS1302 DHT11V前言前言近年来,电子产品的成长越来越快,社会竞争也更剧烈,人们对电子时钟的要求更高了。对于任何一个人,时间都很宝贵,事物的繁忙性和繁杂性常常使人们忽略了时间的流逝,忘记了要做的事情,当事情不是很重要的时候,这种遗忘无伤大雅。如果事情一旦是重要的
9、,一时的延误可能造成大祸。生活中处处离不开电子钟,无论走到哪里,人们都希望能够一眼看到时间。并且人们希望看到时间的方式能更直接,准度更靠得住,性价比更高。除此之外,因为对社会责任的更多承当,人们要求所策划的商品能够形成尽可能少的垃圾、能够消耗尽可能少的能量。因此人们对时钟的又有了体积小、功耗低的要求。传统的机械钟表由于做工的高精细要求,造价的昂贵,材料的限制,时间指示精度的限制,使用寿命方面,以及其它方面的限制,已不能满足人们的需求。另外,电子钟发展越来越快,人们的需求也相应的越来越高,这就促成了新型电子钟的产生。单片机的利用在不断地走向深入的过程中,因为它性能强,功耗低,价格廉价,工作可靠,
10、使用很方便,所以常常作为控制系统的神经中枢,在自动控制系统中常常应用,作为一个核心元件,按照详细的电路图实现整体的功能。单片机的应用从根本上改变了老式控制系统的设计思路和设计方案。原来的大部分需要通过模电数电实现的功能,如今已经可以全部应用单片机通过软件控制的方式实现。在单片机模块中,经常用到的就是数字钟,数字钟是一种利用单片机和时钟芯片结合应用数字电路的电子设备,比老式时钟的准确度更高,视觉上更直观,工作寿命更长。电子钟在家庭居室、车站和广场等公共场所利用愈来愈广泛,给人们的日常行为带来极大的便利,本设计采用STC89C52作为主控制器,加上相应的电路模块以达到减小带给人们的麻烦的目的。VI
11、黑龙江八一农垦大学毕业设计(论文)1 绪论1.1电子时钟的研究背景20世纪90年代,随着科技的不断发展,电子产品已经在我们的生活中随处可见,更新换代也越来越快。电子钟作为我们每个人都不可缺少的的物品更是快速的发展了起来,功能和外观上都发生了巨大的改变。多功能电子时钟不但具有传统钟表的作用,而且可以检测温湿度。温湿度是一种最基本的环境参数,温湿度采集系统是由感湿元件和测温元件还有一个高性能单片机组成,单片机必须具有A/D采集模块。因为拟信号必需通过A/D转换关键数字信号后才能与单片机进行交流。数字电子钟通过数字电路实现对时间显示,在家庭,商场,学校等公共场合用处较多,是人们平常不可或缺的必需品,
12、因为集成电路的成长和石英晶体振荡器的普遍应用,练习时钟的精度远远高于老式钟表。因此,研究数字时钟及扩大其应用,有着非常实际的意义。1.2电子时钟的国内外研究现状电子钟发明以来,为人们的日常生活带来了翻天覆地的变化。而电子钟的准度对于大多数人来说是至关重要的,时间的误差可能会造成非常严重的后果和经济损失。电子钟的设计方法有很多,可以用集成电路,也可以用时钟芯片以及其他元件,还可以通过对单片机汇编语言实现。其中,第三种方法电路简单修改功能方便。单片机为系统的中枢,数据输出以后用显示器显示出来。再加上键盘模块来调节时间。温度和湿度最基本的环境参数,日常生活和工农业生产中经常要检测温度,应用DHT11
13、温湿度传感器即经济又方便。美国DALLAS公司开发的DS1302是一种高性能、低功耗的时钟芯片,内部含有31字节静态RAM,采用SPI三线接口与CPU同步通信,并可采用突发方式可以有多个字节的时钟信息和RAM数据被一次传送。时钟供给秒、分、时、日、月和年,一个月小于31天时可以主动调剂,且具备闰年抵偿功效。温湿度的检测与节制是工业出产过程当中比力典范的利用之一,跟着传感器在出产和糊口中的加倍普遍的利用。为确保平日做事的顺利,重要问题是增强出产车间内温度与湿度的监测任务,但传统的方式过于粗拙,经由过程人工举行检测,对不符合温度和湿度请求的库房举行透风、去湿和降温等任务。这类人工测试方式费时吃力、
14、效力低,且测试的温度及湿度偏差大,随机性大。温湿度传感器有电阻式湿敏元件、电容式湿敏元件,还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差,要长期暴露在待测环境中湿敏元件,其测量精度及长期稳定性很容易被污染而影响。目前,温湿度的测量技术在常温条件下已经很成熟,而且正在更加快速的发展。但人们对它的期望越来越高,要为现代人提供更好的更便利的举措措施就需要从单片机入手,统统向着数字化,智能化的目的成长。在成长过程当中,以单片机为焦点的温湿度控制系统成长为体积小、操纵简略、量程宽、机能不变、丈量精度高,等诸多长处在生产的方方面面实现着至关重要的
15、角色。在日常生活和自动控制系统中,时常会遇到对时间和温湿度实时监控的需求。这就给具有多种功能的时钟提供了市场,也有了市场开发的前景。本文给出了一种基于单片机实现带温度检测的电子时钟的设计方法和实现过程。2 元件介绍2.1单片机STC89C521.STC89C52功能特点STC89C52是一种低电压,高性能COMOS8的微处理器,具有8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器,俗称单片机。采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制作该器件。无需编程器,表1给出了其主要功能。表1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内
16、部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能2.STC89C52各管脚介绍STC89C52各管脚如图1所示。图1 STC89C52的PDIP管脚封装主电源引脚(2根)VCC(Pin40):电源输入,接5V电源VSS(Pin20):接地线外接晶振引脚(2根)XTAL0(Pin18):片内振荡电路的输入端XTAL1(Pin19):片内振荡电路的输出端控制引脚(4根)ALE/(Pin30):地址锁存允许信号(Pin29):外部存储器读选通信号/VPP(Pi
17、n31):程序存储器的内外部选通,接低电平从外部程序存储器读指令,如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚(32根)P0口(Pin39Pin32):P0端口是一个8位三态双向I/O端口,在访问外部存储器时,它是分时作低8位地址线和8位双向数据总线用。P1口(Pin1Pin8):P1端口带内部上拉电作为输入时,端口锁存器置1阻的8 位双向部信号电流。P1端口能I/O端当P1端口作为输口。拉低的引脚会输出一个对P1每一个端口它的写1时,P1端口被内都可定义为输入或输出线,其中P1.0、P1.1兼有部的上拉电阻拉为高电平,这时可以作为输入口。入端口时,因为有内部上拉电阻,那些被外驱
18、动(吸收或输出电流)4个TTL负载,引脚特殊的功能。P1引脚第二功能P1.0 :定时器/计数器T2的外部计数输入,时钟输出P1.1 :定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制P1.5 :MOSI(在线系统编程时用到)P1.6 :MISO(在线系统编程时用到)P1.7 :SCK(在线系统编程时用到)P2口(Pin21Pin28):当作为一般I/O使用时,可直接连外部I/O设备,能驱动4个LSTTL负载。P3口(Pin10Pin17):P3端口当作为输入时(第所示。在f功能口是一个带内部上拉电阻的8 位准双向I/O 端口部拉低的P3端口会因为内部电阻上拉而输出电流。P3口亦作为STC89C
19、52特殊P3二功能)使用,如下端口写入1时部上拉电阻拉为高电平,可用做输入口,P3端口被内lash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。端口引脚,第二功能:P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 (外中断0)P3.3 (外中断1)P3.4 TO(定时/计数器0)P3.5 T1(定时/计数器1)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)2.2实时时钟芯片DS1302 1.DS1302时钟芯片简介DALLAS公司推出了DS1302时钟芯片,芯片的内部含有31字节静态RAM,串行接口能够与单片机进行通信。秒、分、时、日、星期、月、年的
20、信息由日历电路输出,自动调整可以改变每个月的天数和闰年的天数。单片机与DS1302能通信,简单地通过采用同步串行的方式来进行,需要用三根I/O线:串行时钟(SCLK)、复位()、I/O数据线。时钟/RAM的读/写数据以一字节或多达31字节的字符组方式通信。功耗非常低当DS1302工作时,功耗小于1mW就可以保持数据和时钟信息。2.DS1302的内部结构 图2 DS1302封装图 DS1302的外部引脚功能说明如表2所示:表2 引脚功能说明引脚功能X1,X232.768kHz晶振引脚GND地复位I/O数据输入/输出SCLK串行时钟VCC1电池引脚VCC2主电源引脚移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实
21、时时钟以及RAM组成了DS1302的内部结构。数据被分为两种,对于单片机的程序来说,就是一种,没有区别,就是进行读写操作对特定的地址。DS1302有两个电源引脚,一个与单片机相同的5V电压VCC引脚,还有一个充电电源引脚,这是为了保证DS1302在掉电时能够正常工作,而重新上电后不用再调整时间。3.DS1302的工作原理DS1302工作时,读操作数据,为了对任何数据传送进行初始化,需要将复位脚()置为高电平时输出且将8位地址和命令信息装入移位寄存器。数据在时钟(SCLK)的上升沿串行输入,把命令字装入移位寄存器后,在之后的时钟周期可以访问,写操作时输出数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8+8
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