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1、Abstract哈 尔 滨 理 工 大 学毕 业 设 计 题 目： 院 系： 姓 名： 指导教师： 系 主 任： 年 月 日II摘 要 数字电子时钟是人们日常生活中不可或缺的必需品。电子钟主要是利用现代电子技术将时钟电子化、数字化。与传统的机械钟相比，具有时钟精确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。另外，在生活和工农业生产中，人们对电子钟的功能又提出了诸多要求：报时、闹钟、日历、温度显示，这就需要电子时钟的多功能性。根据人们的不同要求，本设计主要为实现一款可正常显示时钟，测量环境温度，带有定时闹铃的多功能电子时钟。本设计采用液晶显示以其亮度高、显示直观等优点被广泛应用于智能仪器
2、及家用电器等领域。该时钟系统主要由时钟模块、闹钟模块、环境温度检测模块、液晶显示模块、键盘控制模块组成。能够准确显示时间（显示格式为时时：分分：秒秒，24小时制），可随时进行时间调整，具有闹钟时间设置，能够对时钟所在的环境温度进行测量并显示。设计以硬件软件化为指导思想，充分发挥单片机功能，大部分功能通过软件编程来实现，电路简单明了，系统稳定性高。关键词：电子时钟；单片机；多功能；温湿度传感器AbstractDigital electronic clock is indispensable to daily life. Electronic clock is the use of modern
3、electronic technology to clock electronic, digital. Compared with the traditional mechanical clock, a clock-accurate, intuitive display, no mechanical transmission device, etc., and thus are widely used. In addition, the in the the in the life and industrial and agricultural production, the people p
4、airs of the the the function of of electronic bell also proposed a a lot of of the requirements of: timekeeping,alarm clock, calendar, temperature display, which requires the the the versatility of electronic clock.According to the different requirements of the people of this design to achieve a nor
5、mal display clock / calendar, measuring the ambient temperature, , multi-function electronic clock with alarm.This design uses the LCD its high brightness, intuitive and other advantages are widely used in intelligent instruments and appliances and other areas. The clock system clock module, alarm c
6、lock module, the ambient temperature , LCD module, keyboard, control module . Be able to accurately to display the time (display format for the from time to time: sub-sub-the: seconds seconds, system of the 24 hours), can be at any time carried out the time to adjust, with a the alarm clock time set
7、ting, be able to pairs the ambient temperature where the by the clock carried out measurement and displayed. Design hardware and software as the guiding ideology, give full play to the MCU function, most of the functionality through software programming simple circuit and system stability. Keywords:
8、 digital clock;single-chip; multi-function; temperature sensor III目 录目录摘 要IABSTRACTII目录1绪论11.1课题背景11.1.1 多功能数字时钟研究的背景11.1.2多功能数字时钟研究现状与意义21.1.3 多功能数字时钟的功能32 硬件设计42.1 系统的设计思路42.1.1设计流程42.2单片机的选择52.2.1 单片机的发展趋势52.2.2 单片机主要应用领域和特点52.3 单片机 STC89C52简介62.4 实时数字时钟芯片112.4.1 DS12C887概述112.4.2 DS12C887应用电路连接说
9、明122.5数字温度传感器162.5.1 DS18B20 概述162.5.2 应用电路连接说明172.5.3 DS18B20的各个ROM命令1726 显示部分设计192.6.1 液晶显示屏12864的简介192.6.2 LCD12864的功能介绍202.6.3 LCD12864初始化过程252.6.4 LCD硬件电路的设计262.7 单片机最小系统272.8 键盘部分292.9报警电路设计302.10 直流稳压电源部分312.11 硬件仿真312.11.1 仿真软件protues简介312.11.2 本设计的仿真原理图323 软件设计323.1 编程环境Keil简介333.2软件设计总体说明3
10、33.2.2 键盘部分344 调试354.1软件调试354.2硬件调试415 系统可靠性的设计425.1 软件可靠性的设计425.2 硬件可靠性的设计435.3 本系统中的抗干扰的预防措施44总结45参考文献47附 录49附录1 部分程序代码49附录2：系统仿真原理图68哈尔滨理工大学学士学位论文绪论一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。从古至今，时间是人们生活中不可缺少的重要伴侣。郭沫若先生曾说：时间就是生命，时间就是速度，时间就是力量。时间对我们来说总是那么宝贵，在我们的日常工作、学习、生活中，时间概念愈加显得重要。如果没有时间概念，社会将停滞不前。从古代的圭表、水漏，到后来的机械钟表以及当今的
11、电子钟，都充分显现出了时间的重要。因此利用当今先进的科技致力于电子钟的研究将能更好的服务于人们的生活。1.1课题背景1.1.1 多功能数字时钟研究的背景20世纪末，电子技术得到了极速的发展，毫无疑问，在其推动下，现代电子产品以及各种高科技产品几乎渗透到了社会的各个领域，这有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度以及综合科技水平的提高，但产品更新换代的频率也越来越快。随着科技的发展社会的进步和全球化竞争的日益激烈，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。多功能电子钟不管在性能还是在样式亦或是用途上都发生了重大的变化，许多电子钟都已具备电子闹钟、电子秒表、温湿度检测等功能
12、。同时单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的。多功能数字电子钟除了具有时钟的功能外还可以包含对环境温度检测的功能。温湿度是一种最基本的环境参数。在各个行业生产及日常生活中，对温湿度的测量及控制始终占据着非常重要的地位。数字电子时钟是采用数字时钟芯片（DS12C887）实现对时，分，秒数字显示的装置，广泛用于个人家庭，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，数字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方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。例如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定
13、时广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电器的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。1.1.2多功能数字时钟研究现状与意义数字电子时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。但随着时间的推移，科学技术的不断发展，生活节奏越来越快，竞争日益激烈，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。可以说时间的准确已成为各行各业安全运行的基础，如果时间出现误差而不能及时校正，会造成一系列严重的后果和经济损失。 电子时钟的设计方法有多种，可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利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
14、组成电子钟，还可以利用对单片机编程来实现电子钟。其中，利用单片机实现的电子时钟具有硬件结构简单、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，利用显示器显示出来。通过键盘可以进行定时、校时功能。输出设备显示器可以用液晶显示技术或者数码管显示技术。液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其他显示器无法比拟的优点，近年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD可分为段式LCD、字符式LCD和点阵式LCD。其中，段式LCD和字符式LCD只能用于字符和数字的简单显示，不能满足图形曲线和汉
15、字显示的要求；而点阵式LCD不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线以及汉字、动画，并且可以实现屏幕滚动、反转、闪烁等功能，用途十分广泛。由此可见LCD的应用是如此广泛，所以用MPU控制液晶显示器是很普遍的应用。温度传感器是上世纪90年代中期问世的。此类传感器是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。目前，国际上已开发出多种温湿度传感器。其传感器内部一般包含温度传感器、湿度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器、随机存取存储器和只读存储器。他能实时更新并输出数据，适配于各种微控制器也就是通常所说的单片机（MCU），并且可通过软件来实现显示功能，其智能化取决于软件和硬件的综合开发水平，二者缺一不可。目前，新型温湿传感器正从模拟式向数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。21世纪后，温湿传感器毫无疑问正朝着
