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1、 基于单片机的智能电子钟系统设计 摘要随着电子技术的迅速发展，智能电子钟已经越来越受欢迎。我们通过以MS-51单片机为核心控制芯片,结合DS1288时钟芯片、DS18B温度传感器,运用7L18译码器及7段数码管进行动态显示时间和温度,在调时模块中运用按键进行控制调时调分(先调时再调分）、在设立闹钟模块中运用按键进行设立闹钟,当时间到点运用蜂鸣器发声，同步可通过按键取消响声，根据数码管显示的时间,运用两个LED灯批示上下午，同步运用两个E灯每隔半秒闪烁进行半秒提示。核心词 M1 DS18 D8 7LS138 前言智能电子时钟是采用数字电路实现对时,分，秒及温度数字显示的装置,广泛用于个人家庭，车
2、站，码头办公室等公共场合,成为人们平常生活中不可或缺的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,智能时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以便,并且大大地扩展了钟表原先的报时功能。例如定期自动报警、准时自动打铃、时间程序自动控制、定期广播、自动启闭路灯、定期开关烘箱、通断动力设备、甚至多种定期电器的自动启用等，所有这些,都是以钟表数字化为基本的。因此，研究智能时钟及扩大其应用,有着非常现实的意义电子时钟的设计措施有多种，可用中小规模集成电路构成电子钟,也可以运用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路构成电子钟，还可以运用对单片机编程来实现电
3、子钟。其中,运用单片机实现的电子时钟具有硬件构造简朴、编程灵活、便于功能扩展等特点。由单片机作为数字钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号实现计时功能，将其时间数据经单片机输出,运用显示屏显示出来。通过键盘可以进行定期、校时功能。输出设备显示屏可以用液晶显示技术或者数码管显示技术。.系统总体设计思路本次设计完毕电子时钟时、分、秒的显示及环境温度测量等功能的基本上完毕定期闹钟的功能,并运用ED灯批示上下午和半秒批示,硬件电路涉及单片机最小系统电路、D1887实时时钟芯片电路模块、74LS138和七段数码管显示模块、按键模块、DS18B20温度传感器模块、蜂鸣器报警电路模块，并运用el2软件和pro
4、us软件进行仿真。 图1系统基本构造框图2. 单片机控制模块本项目是基于MSC-51单片机为核心的智能电子钟系统的设计，通过MC-1单片机控制各个模块，P0口一部分用来接独立式按键，当按键按下时系统产生中断，从而调用中断子程序控制实现各个功能，P0的一部分用来接7S18译码器，用于控制点亮哪一位数码管,P3口用于接数码管的段码端，从而实现动态显示,P2口接了时钟芯片D2887芯片作为定期作用，同步用P1口一部分接温度传感器S18B0芯片作为温度测量,用P1口一部分接蜂鸣器,当闹钟届时发出声响。在MSC-51单片机外部还需加上晶振电路,复位电路和电源等某些基本电路。 图2单片机构成构造及引脚图
5、图3 MSC51单片机接线图 3. 定期模块 31实时时钟芯片DS28.1 DS12887芯片的功能(1) 内含一种锂电池，断电可以运营十年,并且不会丢失数据,时间功能正常运营。 (2) 可计时至2前的秒、分、时、星期、日、月、年等日历信息并带有闰年补偿功能。 (3) 可通过编程选择CD码或者二进制数表达日历和定期闹钟。 (4) 可通过编程选择1小时或24小时制，2小时时钟模式带有PM和AM提示，此外尚有有夏令时功能。(5） 可选择MOTOOL和INTEL总线时序。 (6) 内部共有18个RM单元，这在常用的实时时钟中属于较大的。其中1个字节作为时钟和控制寄存器,4字节为通用RAM，所有RM单
6、元数据都具有掉电保护功能。 (7) 可编程并选择的方波信号输出。 (8) 中断信号输出(IRQ)和总线兼容，定期闹钟中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试。 (）三种可供选择的中断方式 -时间性中断 -周期性中断 -时钟更新结束中断。 3.1. S87芯片的构造及原理 图6 D87引脚图MOT(模式选择):接VCC（+5V)时，芯片在MOTRO时序下工作,接N（地)时,芯片在NEL时序下工作。 SW(方波信号)：通过1个分频器抽头中的13个提供方波输出。 AD0AD（双向地址/数据复用线）：数据和控制指令都通过此8个引脚来于单片机等控制器传播。 AS(地址选通
7、输入):地址锁存引脚。 DS（数据选通或读输入)：该引脚有两种操作模式,视该芯片是出于MOTOOL模式或者ITEL模式,当使用OTOROLA时序时，DS是一正脉冲，出目前总线周期的后段,称为数据选通；若为ITEL时序，DS称作(RD)，RD与典型存贮器的容许信号(OE)的定义相似。RW(读/写输入)：R/W管脚同样也有两种操作模式。此引脚的两种模式与S相似。 CS(片选输入):在访问S187的总线周期内，片选信号必须保持为低。IRQ(中断申请输入):低电平有效,可作微解决的中断输入。没有中断条件满足时,IRQ处在高阻态。IRQ线是漏极开路输入，规定外接上拉电阻。 RESE(复位输出）：若要保证
8、DS1287有效复位，必须让该脚保持低电平时间不小于0s。 .1.3 D12887芯片的寄存器寄存器AUIP:更新位。若P为1,实时时钟的更新转换发生的不久，而当IP为0，更新转换至少在244s内不会发生。 DV0,V1,D2：用于晶振和复位分频链的启动。 RS3，R2,RS1,RS0:频率选择位,通过这四个位顾客可以:a 用PIE位容许中断； 用SWE位容许SQW输出； c 两者同步容许并用相似的频率； d 两者都不容许。寄存器BST：此位为0，时间更新正常进行，每秒计数走时一次,当此位为,时间更新被严禁,程序可对芯片进行初始化的操作和编程。 PE:周期中断容许位，PE为1，则容许以选定的频
9、率拉低IQ管脚,P为，则严禁中断。 AE：定期闹钟中断容许位,IE为1,容许中断，否则严禁中断。 UE：更新结束中断容许位,AI为1,容许中断，否则严禁中断。 QWE：方波容许位，置1选定频率方波从S脚输出;为0时，SQW脚为低。M：数据模式位,DM为1表白为十进制数据,而0表白是BCD码的数据。 21：小时格式位,1表白24小时制,而0表白12小时制。 DSE:夏令时容许位,当DSE置1时容许两个特殊的更新，在四月份的第一星期日,时间从：9:9A时变化为3:0：0AM;在十月的最后一种星期日的1:59:5AM时变化为:00:00AM。当E位为0,这种特殊修正不发生。3.2时钟模块本设计中的D
10、S887芯片AD0-AD7引脚与C89C52芯片的口相连接。T引脚接地,为INTEL总线时序方式。因此RW和D引脚也为相应INTEL的操作模式。4. 按键模块独立按键1K4调节不同功能,K4键切换时分秒和闹铃时间的显示；K1键按一下调节时，再按一下调节分,再按一下结束，时间走动，K2键加一，K3键减一。 5-1键盘子程序流程功能是扫描按键，判断按下的是哪个键,然后具体调用该键的程序。如图所示43（其中50H里存储的是所需修改的时钟项)（1） 4键程序重要完毕定期模块和闹钟模块的切换，通过中断程序控制。（2） K1键程序重要完毕选位功能，通过判断（5H）单元中的内容取值，通过操作,具体判断出选中
11、了那位。K1键相应的位选地址如表4所示，程序流程图如图-4所示。 (）K2键和3键：我们在K2键和K键功能程序里设一种标志容许位，将该标志位置表达K2键有效,完毕加一功能,而将该标志位清零表达3键有效，完毕减一功能(如图-5所示)，跳到修改程序入口地址（如图46所示），再将该位信号赋给累加器A,然后对该位时钟信号进行修改操作。41修改时分位的流程 此处的退出指的是退出该修改程序，每按一次K2和K3键修改一次就退出判断有无键按下，当第二次按下2或3键后在第一次修改程序后的成果上进行累加或累减（1） “时”修改程序 选中时位阐明(51H)+H是0H,然后判断是K2键有效还是K键有效,如果是2键有效
12、，则对取出的十位内容进行加一操作,在将成果存入00H单元去显示（00-2），按下一次加一次，退出后等待第二次按下K2键进行累加(加到24重新赋0再加,依次循环）；如果是K3键有效，则对取出的十位内容进行减一操作，再将成果存入0单元去显示(0-2）,按下一次减一次,退出后等待第二次按下K键进行累减（减到0重新赋24再减，依次循环)如图-7(2）“分”修改程序选中时位阐明(1）03H是0,然后判断是K2键有效还是K3键有效,如果是K键有效，则对取出的十位内容进行加一操作，在将成果存入01H单元去显示(06），按下一次加一次,退出后等待第二次按下K2键进行累加(加到重新赋0再加,依次循环）；如果是K
13、3键有效,则对取出的十位内容进行减一操作，再将成果存入0单元去显示（00-60),按下一次减一次,退出后等待第二次按下K键进行累减(减到0重新赋60再减，依次循环）如图4-84.2闹钟报警系统由于蜂鸣器的工作电流较大,因此运用一种三极管放大电流,蜂鸣器驱动原理图如图51所示，当单片机的P3.6引脚为高电平时，三极管截止，无电流通过蜂鸣器;反之导通，蜂鸣器响。在定期过程中,使6输出高电平,蜂鸣器不响;当定期结束时,使P3.6输出低电平，蜂鸣器响，按下键,给一种脉冲，送到中断程序中，使P3.输出高电平。 5.温度显示模块DS1820构造及原理D18B20内部构造重要由四部分构成：64位光刻R 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和T、配备寄存器 DS8B0构造框图 DS180用一种高温度系数的振荡器拟定一种门周期，内部计数器在这个门周期内对一种低温度系数的振荡器的脉冲进行计数来得到温度值。计数器被预置到相应于-55的一种值。如果计数器在门周期结束前达到0,则温度寄存器(同样被预置到-5)的值增长,表白所测温度不小于-55。同步,计数器被复位到一种值,这个值由斜坡式累加器电路拟定,斜坡式累加器电路用来补偿感温振荡器的抛物线特性。然后计数器又开始计数直到0,如果门周期仍未结束，将反复这一过程,S120 测温范畴+5,以0.5递增。
