带温度显示的电子闹钟设计说明

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1、 word 可编辑 专业 专注 题目 带温度显示的电子闹钟设计题目 带温度显示的电子闹钟设计 摘摘 要要 word 可编辑 专业 专注 本文设计了一款利用单片机技术实现带温度显示的电子闹钟 以应用 AT89C51 芯片作为核心 利用 8 位 LED 数码管显示 使用 DS1302 实时时钟日历 芯片完成时钟 日历的基本功能 同时利用 DS18B20 温度传感器测量环境温度 这种实现方法的优点是电路简单 性能可靠 实时性好 时间和温度精度高 操作简单 编程容易 关键词 关键词 电子闹钟 温度 AT89C51 DS18B20 DS1302 AbstractAbstract The design d

2、etermines to use the MCU technology to realize the multi functional electron clock This design use AT89C51 as a core chips 8 LED digital displaying using DS1302 real time clock chip to complete the basic function of the clock calendar At the same time the design use of DS18B20 temperature sensors is

3、 for collecting the environmental temperature The method has the advantage of being simple circuit reliable performance good real time high precision of the time and temperature simply operation easy programming KeyKey words words Electronic clock Temperature AT89C51 DS18B20 DS1302 word 可编辑 专业 专注 目目

4、 录录 1 1 绪论 1 1 1 引言 1 1 2 电子时钟研究背景和意义 1 1 3 论文主要工作概述 1 2 系统设计方案 2 2 1 带温度显示的电子闹钟系统的总体构成 2 2 2 带温度显示电子闹钟系统的功能 3 3 系统硬件计 4 3 1 主要 IC 芯片选择 4 3 1 1 微处理器选择 word 可编辑 专业 专注 4 3 1 2 芯片 DS1302 简介 5 3 1 3 环境温度传感器 6 3 2 电子时钟的硬件电路设计 8 3 2 1 时钟电路设计 8 3 2 2 环境温度采集电路设计 8 3 2 3 显示电路计 9 3 2 4 按键电路设计 10 3 2 5 闹铃电路设计

5、11 4 系统软件设计 12 4 1 主程序计 12 4 2 子程序设计 12 4 2 1 实时时钟日历子程序设计 12 4 2 2 环境温度采集子程序设计 13 4 2 3 显示子程序设计 16 4 2 4 闹铃子程序设计 19 word 可编辑 专业 专注 5 系统调试 19 5 1 硬件调试 19 5 1 1 单片机基础电路调试 19 5 1 2 显示电路调试 20 5 1 3 DS1302 电路调试 20 5 1 4 按键电路调试 21 5 2 软件调试 21 5 2 1 环境温度采集子程序调试 21 5 2 2 键盘子程序调试 21 6 结论 22 致谢 23 参考文献 24 附录一

6、 系统设计总电路图 25 附录二 带温度显示的电子闹钟程 序 26 1 1 绪论绪论 1 11 1 引言引言 word 可编辑 专业 专注 从古代的滴漏更鼓到近代的机械钟 从电子表到目前的数字时钟 为了准确 的测量和记录时间 人们一直在努力改进计时工具 钟表的数字化 大力推动了计 时的精确性和可靠性 20 世纪末 电子技术获得了飞速的发展 在其推动下 现代 电子产品几乎渗透了社会的各个领域 有力地推动了社会生产力的发展和社会信 息化程度的提高 同时也使现代电子产品性能进一步提高 产品更新换代的节奏 也越来越快 单片机自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS 48 开始 迄今已有二十多年

7、了 由 于单片机集成度高 功能强 可靠性高 体积小 功耗地 使用方便 价格低廉等一 系列优点 目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面 几乎 无处不在 无所不 为 单片机的应用领域已从面向工业控制 通讯 交通 智能仪表等迅速发展到家 用消费产品 办公自动化 汽车电子 PC 机外围以及网络通讯等广大领域 单片机应用的重要意义还在于 它从根本上改变了传统的控制系统设计思想 和设计方法 从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能 现在已能用单 片机通过软件方法来实现了 这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术 是传统控制技术的一次革命 电子闹钟在科学技术高度发展的今天 千家万户都 少不了它 所以很

8、多家庭个人都需要有一个电子闹钟 为人们提供报时方便 本文给出了一种 AT89S52 电子闹钟设计方法 具有设定时间和闹钟以及显示 温度的功能 从而给人们带来更为方便的工作与生活 1 21 2 电子时钟研究的背景和意义电子时钟研究的背景和意义 现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域 有力的推动和提高了社会生 产力的发展与信息化程度 同时也使现代电子产品性能进一步提升 产品更新 换代的节奏也越来越快 时间对人们来说总是那么宝贵 工作的忙碌性和繁杂容易使人忘记当前的 时间 平时我们要求上班准时 约会或召开会议必然要提及时间 火车要准点 到达 航班要准点起飞 工业生产中 很多环节都需要用时间来确定工序

9、替换 时刻 所以说能随时准确的知道时间并利用时间 是我们生活和工作中必不可 少的 想知道时间 手表当然是一个很好的选择 但是 在忙碌当中 我们还需 要一个 助理 及时的给我们提醒时间 所以 计时器最好能够拥有一个定时 系统 随时提醒容易忘记时间的人 最早能够定时 报时的时钟属于机械式钟 表 但这种时钟受到机械结构 动力和体积的限制 在功能 性能以及造价上 都没办法与电子时钟相比 电子钟是采用电子电路实现对时 分 秒进行数字显示的计时装置 广泛 应用于个人家庭 车站 码头办公室等公共场所 成为人们日常生活中不可少 word 可编辑 专业 专注 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

10、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 0 按时自动 打铃 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 另外 温度实时显示系统应用同样越来越广泛 比如空调遥控器上当前室 温的显示 热水器温度的显示等等 医药卫生 工农业生产上也有很多场合需 要测量环境温度 如果能够在电子时钟上附加温度采集功能 将使电子时钟的 应用更加广泛 1 31 3 论文主要工作概述论文主要工作

11、概述 针对目前电子时钟的发展趋势 逐步完善及扩展其功能以达到更加便利人 们的生活为基准来进行论文的设计 首先 针对所设计电子时钟的功能进行芯 片的查阅及选用 其次 对所选择的芯片进行局部硬件功能设计并调试 然后 将局部硬件进行整体结合 并进行简单的功能调试 检查无误后 进行程序编 写 调试 2 2 系统设计方案系统设计方案 2 12 1 带温度显示的电子闹钟系统的总体构成带温度显示的电子闹钟系统的总体构成 本设计电子闹钟系统包括时钟芯片 温度采集 显示电路 按键电路 供 电电源 闹铃指示电路等几部分 硬件电路框图参照图 1 图 1 带温度显示电子闹钟系统组成框图 键盘是为了完成时钟 日历的校对

12、和日历 温度的显示功能 由于此电子时 时钟电路 AT89C51 温度采集 集电路 闹铃电路 电源 显示电路 键盘电路 后备电源 word 可编辑 专业 专注 钟要求具有闹铃功能 所以设计有闹铃电路 进行声音响铃 整个电路使用了两种电源 5V 电源将为整个电路供电 而 3V 电源仅作为 DS1302 的备用电源 当 5V 电源被切断后 DS1302 启用 3V 电源 可以保持 DS1302 继续工作 当 5V 电源恢复供电 LED 依旧显示当前时间 而不会因为 断电使系统复位到初始化时间 避免了重新校时的麻烦 具体电路图请参见附录 2 22 2 带温度显示电子闹钟系统的功能带温度显示电子闹钟系统

13、的功能 电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化 数字化 拥有时间精确 体 积小 界面友好 可扩展性能强等特点 被广泛应用于生活和工作当中 当今 市场上的电子时钟品类繁多 外形小巧别致 也有体型较大的 诸如公共场所 的大型电子报时器等 电子时钟首先是数字化了的时间显示或报时器 在此基 础上 人们可以根据不同场合的要求 在时钟上扩展其他功能 比如定时闹铃 万年历 环境温度 湿度检测 环境空气质量检测 USB 扩展口等功能 本设计电子时钟主要功能为 1 具有时间显示和手动校对功能 24 小时制 2 具有年 月 日显示和手动校对功能 3 具有闹铃功能 4 具有贪睡功能 5 具有环境温度采集和显示功能

14、6 掉电后无需重新设置时间和日期 3 3 系统硬件设计系统硬件设计 3 13 1 主要主要 ICIC 芯片选择芯片选择 3 1 13 1 1 微处理器选择微处理器选择 AT89C51 单片机是一款低功耗 低电压 高性能 CMOS 8 位单片机 片内含 4KB 可经受 1000 次擦写周期 的 FLASH 可编程可反复擦写的只读程序存储器 EPROM 器件采用 CMOS 工艺和 ATMEL 公司的高密度 非易失性存储器 NURAM 技术制造 其输出引脚和指令系统都与 MCS 51 兼容 片内的 FLASH 存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程 因 此 AT89C51

15、是一种功能强 灵活性高且价格合理的单片机 可方便的应用在 各个控制领域 AT89C51 具有以下主要性能 1 4KB 可改编程序 Flash 存储器 word 可编辑 专业 专注 2 全静态工作 0 24Hz 3 128 8 字节内部 RAM 4 32 个外部双向输入 输出 I O 口 5 6 个中断优先级 2 个 16 位可编程定时计数器 6 可编程串行通道 7 片内时钟振荡器 此外 AT89C51 是用静态逻辑来设计的 其工作频率可下降到 0Hz 并提供 两种可用软件来选择的省电方式 空闲方式 Idle Mode 和掉电方式 Power Down Mode 在空闲方式中 CPU 停止工作

16、而 RAM 定时器 计数器 串行口和中断系统都继续工作 在掉电方式中 片内振荡器停止工作 由于时 钟被 冻结 使一切功能都暂停 只保存片内 RAM 中的内容 直到下一次硬件 复位为止 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 RESET 9 P30 10 P31 11 P32 12 P33 13 P34 14 P35 15 P36 16 P37 17 XTAL1 18 XTAL2 19 VSS 20 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE 30 EA 31 P07 32 P06 33 P05 34 P04 35 P03 36 P02 37 P01 38 P00 39 VCC 40 U1 AT89S51 图 2 AT89C51 芯片 PDIP 封装引脚图 在电子时钟设计中 常用的实时时钟芯片有 DS12887 DS1216 DS1643 DS1302 每种芯片的主要时钟功能基本相同 只是 在引脚数量 备用电池的安装方式 计时精度和扩展功能等