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1、-一、任务设计：1、设计任务：设计并制作一个多功能数字钟。2、设计要求：l 设计能支持年、月、日、星期、时、分、秒的时钟，时钟有时间调整功能及闹钟功能；l 时钟附带有一个温度计功能，温度检测精度高于2度，显示精度为1度；l 时钟具有装卸电池时掉电保护功能，保护时间大于5分钟；l 时钟功耗小于0.5MA/5V。二、方案论证：1.显示局部:显示局部是本次设计的重要局部，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，虽可以防止静态显示的问题，但设计上如果处理不当，易造成亮度低，有闪烁等问题
2、。方案二：采用LCD显示。LCD液晶显示具有丰富多样性、灵活性、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，是比拟适合的。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局部。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，存储器相应的秒值加1；假设秒值到达60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；假设分值到达60，则清零分字节，并将时字节值加1；假设时值到达24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电
3、，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缺乏或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片部包含锂电池。当电网电压缺乏或突然掉电时，可使系统自动转换到部锂电池供电系统。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
4、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摄氏度测量围，且DS18B20测量精度高，增值量为0.5摄氏度，在一秒把温度转化成数字，测得的温度值的存储在两个八位的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。三、总体方案：1.工作原理:本设计采用STC8
5、9C52RC单片机作为本系统的控制模块。单片机可把由DS18B20、DS1302、AT24C02中的数据利用软件来进展处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度、日历和闹铃的显示。以LCD液晶显示器为显示模块，把单片机传来的数据显示出来，并且显示多样化。在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。2.总体设计:设计总体框架图如图1ST89C52RCLCD液晶显示模块DS1302DS18B20键盘输入、四、系统硬件设计单元电路设计及分析：1. STC89C52RC单片机最小系统。最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源局部。图2为STC89C52RC单片机的最小系统。 图2 最小系统电
6、路图2.温度测量模块:温度测量传感器采用DALLAS公司DS18B20的单总线数字化温度传感器，测温围为-55125，可编程为9位12位A/D转换精度，测温分辨率到达0.0625，采用寄生电源工作方式，CPU只需一根口线便能与DS18B20通信，占用CPU口线少，可节省大量引线和逻辑电路。接口电路如图3所示。图3 DS18B20测量电路3.时钟模块:时钟模块采用DS1302芯片，DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进展通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过
7、AM/PM指示决定采用24或12小时格式DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进展通信仅需用到三个口线：RST复位、I/O数据线、SCLK串行时钟。时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW，其接线电路如图4所示：4. LCD液晶显示模块:LCD液晶显示模块采用LCD1602型号，具有很低的功耗，正常工作时电流仅2.0mA/5.0V。通过编程实现自动关闭屏幕能够更有效的降低功耗。LCD1602分两行显示，每行可显示多达16个字符。LCD1602液晶模块部的字符发生存储器CGROM已经存储了160
8、个不同的点阵字符图形，通过部指令可实现对其显示多样的控制，并且还能利用空余的空间自定义字符。其接线如图6所示。5.整体电路：五、 主程序流程如图9所示: 开场 初始化LCD 18B20 1302允许LCD显示关闭LCD显示 读取温度，时间是 否 送LCD显示 扫描按键时间设定程序流程如图10所示：温度测量流程图如图11所示：六、程序：/*DS1302有关子函数*/void write_byte(uchar dat)/写一个字节ACC=dat;RST=1;for(a=8;a0;a-)IO=ACC0;SCLK=0;SCLK=1;ACC=ACC1;uchar read_byte()/读一个字节RST
9、=1;for(a=8;a0;a-)ACC7=IO;SCLK=1;SCLK=0;ACC=ACC1;return (ACC);/-void write_1302(uchar add,uchar dat)/向1302芯片写函数，指定写入地址，数据RST=0;SCLK=0;RST=1;write_byte(add);write_byte(dat);SCLK=1;RST=0;uchar read_1302(uchar add)/从1302读数据函数，指定读取数据来源地址uchar temp;RST=0;SCLK=0;RST=1;write_byte(add);temp=read_byte();SCLK=
10、1;RST=0;return(temp);uchar BCD_Decimal(uchar bcd)/BCD码转十进制函数，输入BCD，返回十进制 uchar Decimal; Decimal=bcd4; return(Decimal=Decimal*10+(bcd&=0*0F);七、按键功能说明A键：复位键B键：位移键C键：增加键D键：减少键E键：秒清零键八、实验心得电子万年历的设计过程中，经过屡次的反复测试与分析，对电路的原理和功能更加熟悉，同时提高了设计功能与对电路的分析能力。经过此设计，根本完成了设计任务的要求。在这次课程序设计中在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，更重要的是在课程序设计里我学会了很多学习的方法，这是以后最实用的，面对社会的挑战，只有不断学习，再学习。. z
