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1、南 昌 工 程 学 院毕 业 设 计 (论 文) 机械与电气工程 系（院）电气自动化技术专业 毕业设计（论文）题目 多功能数字电子钟 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 完成日期 2011 年 6 月 7 日南 昌 工 程 学 院毕业设计（论文）任务书I、课程设计(论文)题目：多功能数字电子钟II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1、电子钟具有显示年、月、日、时、分、秒功能。2、能借助键盘设置日期、时间及闹钟等信息。3、闹钟时，蜂鸣器先鸣响5秒，然后停2秒，如果无人干预，蜂鸣器再鸣响5秒。蜂鸣过程中，按任意键，本次闹钟结束。4、实时温度显示，测温范围：-4050误差小于0
2、.5。5、温度上/下限报警手动设置，报警为连续蜂鸣，报警过程中，任意键结束取消报警。III、毕业 设计(论文)工作内容及完成时间：设计一个多功能数字电子钟。 1、查找资料，方案对比。2、完成多功能电子钟系统总体设计，并绘制出原理图。3、给出流程图，编写并调试程序。4、撰写设计报告。 主 要参考资料：1、陈梓城实用电子电路设计与调试中国电力出版社20062、曹薇单片机原理及应用 中国实力水电出版社 2004.83、高吉祥全国大学生电子设计大赛培训教程电子工业出版社2007.54、DS1302 DATASHEET 5、DS18B20 DATASHEET 摘 要数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、
3、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑和时序电路。我设计的多功能数字时钟系统是由中央控制器、时钟系统、报警系统、温度检测器、显示器及键盘部分组成。控制器采用单片机AT89C51，温度检测部分采用DS18B20温度传感器，时钟系统用时钟芯片DS1302，用LCD液晶1602A作为显示器。单片机通过时钟芯片DS1302获取时间数据，对数据处理后显示时间；温度传感器DS18B20采集温度信号送给单片机处理，单片机再把时间数据和温度数据送液晶显示器1602显示；本系统共设置4个
4、功能按键，其中一个为整机复位按键，另外三个用于时钟的各种操作。 关键词：单片机AT89C51 LCD1602液晶显示器 DS18B20 DS1302 AbstractA digital clock is a kind of digital circuit technology implementation, minutes and seconds timing device, and the mechanical clock compared with higher accuracy and intuitive, and without a mechanical device, having
5、a longer service life, has been widely used. A digital clock from principle speaking is a kind of typical digital circuits, including combination logic and sequential circuits.This multi-functional digital clock system is composed of a central controller, clock system, alarm system, temperature dete
6、ctors, monitor and keyboard parts. Controller using SCM AT89C51, temperature detection part is DS18B20 temperature sensor, clock system with clock chip DS1302, with the 1602A as a liquid crystal display LCD. Microcontroller through the clock chip DS1302-time data acquisition, data processing right a
7、fter the show time; temperature sensor DS18B20 collecting temperature signal sent to MCU processing, microcontroller time data and temperature data then send 1602 LCD display; of this system were set four function keys,One of the reset button for the machine and another three for a variety of clock
8、operation.Key words：AT89C51；LCD1602 Display；DS18B20；DS1302目 录摘 要IAbstractII第一章 概述1第二章 设计方案论证2第三章 电路硬件设计及分析53.1 时钟电路53.2 复位电路53.3 DS1302时钟电路63.4 DS18B20温度计电路83.5 键盘电路93.6 显示电路93.7 按键提示电路10第四章 软件设计114.1 主函数流程图114.2 DS18B20温度计程序流程124.3 按键程序流程图134.4 定时器T0中断服务程序流程图144.5 电路图154.6 Proteus仿真效果图16参考文献17致 谢18
9、附录1 主程序清单19第一章 概述时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，人们对它的功能又提出了新的要求，怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。本方案设计的多功能电子钟除了传统的显示时间功能之外还可以测试温度、电网频率、电压、并提供了过压报警、非接触止闹等功能。其中温度采用AD590温度传感器电路测得，非接触止闹则采用红外控制技术实现。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
10、的节奏也越来越快。数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，因此在许多电子设备中被广泛使用。电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。本次设计以数字电子为主，分别对1S时
11、钟信号源、秒计时显示、分计时显示、小时计时显示、整点报时及校时电路进行设计，然后将它们组合，来完成时、分、秒的显示并且有整点报时和走时校准的功能。并通过本次设计加深对数字电子技术的理解以及更熟练使用计数器、触发器和各种逻辑门电路的能力。第二章 设计方案论证方案一 用主芯片为AT89C51的单片机控制实现，使用单片机内部的定时计数器实现时间的设定，使用按键进行时间的调整和定时，按键有蜂鸣器提示，温度传感器使用DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（提供9位二进制数字
12、）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。显示时间和温度使用数码管显示。方案1系统结构框图如图1.1所示。图1.1 方案1系统结构框图方案二 用主芯片为AT89C51的单片机控制实现，为了满足单片机系统的实时控制的需求，采用实时钟芯片DS1302，使用按键进行时间的调整和定时，按键蜂鸣器提示，温度传感器使用普通的温度传感器，由于温度传感器采集的数据为模拟量，又因为单片机AT89C51内部没有集成模数转换器，需要在控制系统的外部使用A/D转换装置，另外系统还应该把采集来的数据进行信号处理，显示温度和时间使用LCD1602显示。方案2系统结构框图如图1.2所示。图1.2 方案2系统结构
13、框图方案三 用主芯片为AT89C51的单片机控制实现，为了满足单片机系统的实时控制的需求，采用实时钟芯片DS1302，使用按键进行时间的调整和定时，按键有蜂鸣器提示,温度传感器使用DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器。显示时间和温度使用LCD1602显示。方案3系统结构框图如图1.3所示。 图1.3 方案3系统结构框图方案选择 方案一直接使用单片机内集成的定时器，产生定时节拍，编制软件计数器，进行节拍技术，理论上讲，不但能够完成秒表设计，还能够实现分钟、刻钟、小时的实时计时功能，在此基础上，如果加上足够精确的误差时间补偿处理，甚至可以实现日、星期、月、年等日历功能。但使用片内定时器有以
14、下几个问题：1、时间补偿片内定时器采用中断方式提供计时节拍，中断的实质是随机程序切换，那么，中断响应时间是不可精确预测的。这样，必然会导致计时节拍的时间误差，在计时时间较短的情况下，比如199s计时，可以采用一些软件措施进行误差补偿，但当系统所需要的计时时间较长时，比如进行年、月、日的日历计时，定时中断误差扥积累就会很大，无法满足时间精度的要求。因此，在需要日历、时钟的场合，片内定时器的作用有限。片内定时器只适合于单片机短时间计时的要求。 2、时钟维持使用片内定时器进行计时的时候，单片机始终要处于工作状态。才能维持计时时间，一旦停机或进入待机状态，开机后，计时时间就需要重新设定。在单片机系统中，有时，需要维持一个时钟，对控制工作进行时间标定。不管单片机系统开机、关机还是待机，系统时钟要始终维持。为了满足单片机系统的实时钟需求，最可靠的方法是采用实时钟芯片DS1302。温度的数据采集如果是一般的温度传感器，需要对信号进行处理，另外还需要模数转换装置，如果采
