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1、-一点一点地进步，不求贪多。*大学本科生毕业设计说明书毕业论文题 目：单片机多功能电子钟的设计 -硬件设计学生：昊天学 号：20011616专 业：电子信息工程班 级：010203指导教师：华摘 要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准确、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/日历、测量环境温度、带有定时闹铃的多功能电子时钟笔者通过查阅大量的资料对当前电子钟开发技术进展了认真的比较和分
2、析最终确定采用单片机技术实现多功能电子时钟本设计基于AT89C51芯片作为核心7位LED数码管显示使用DS1302时钟日历芯片完成时钟/日历的根本功能同时利用DS18B20温度传感器测量环境温度这种设计方法的优点是电路简单性能稳定实时性好时间和温度精度高性价比高开发较为容易关键词：电子时钟；多功能；DS1302时钟日历芯片；AT89C51；温度传感器The Design with Investigation of the Multi-function Electron Clock The Design of the Hardware AbstractThe electronic clock m
3、ainly uses the electronic technology make the clock puterization the digitization.pared with the traditional mechanical bell it has the clock precision intuitive display the advantages of no mechanical transmission device which is widely used.In addition living and industrial and agricultural produc
4、tion people on the clocks function has also put forward many demands: alarm clock calendar temperature display so electronic clock need multi-function.According to the different requirements of the people the design for the main implementing a clock/calendar can be displayed normal collecting person
5、al ambient temperature with the timing alarm of the multi-function electronic clockThrough access to a lot of information.paring and analysising the development technology of the electron clock the design determines to use the MCU technology to realize the multi-functional electron clock. This desig
6、n application AT89C51 as a core chips 7 LED digital displaying using DS1302 real-time clock chip to plete the basic function of the clock/calendar. At the same time the design use of DS18B20 temperature sensors to collect the environmental temperature. The method has the advantage of being simple ci
7、rcuit reliable performance good real-time high precision of the time and temperature cost-effective to develop more easily.Key words: Electronic clock; Multi-function; DS1302; AT89C51; Temperature pickup 目 录摘 要IAbstractII第一章 引 言11.1 多功能电子时钟研究的背景和意义11.2 电子时钟的功能2第二章 电子时钟设计方案分析32.1 NE555时基电路设计方案32.2 单片
8、机设计方案4第三章 基于单片机的电子时钟硬件设计53.1 主要IC芯片选择53.1.1 微处理器选择53.1.1.1常用时钟日历芯片比较63.1.1.2 DS1302简介63.1.1.3 DS1302引脚说明73.1.1.4 DS1302的控制字和读写时序说明73.1.1.5 DS1302的片存放器93.1.2 环境温度传感器选择103.1.2.1 常用温度传感器比较103.1.2.2 DS18B20简介113.1.2.3 DS18B20部构造113.2 电子时钟硬件电路设计133.2.1 时钟电路设计143.2.2 环境温度采集电路设计143.2.3 显示电路153.2.4 按键电路设计16
9、3.2.5 闹铃电路设计173.2.6 复位电路设计18第四章 电子时钟软件设计204.1 主程序设计204.2 子程序设计204.2.1 实时时钟日历子程序设计204.2.2 环境温度采集子程序设计214.2.3 显示子程序设计244.2.4 键盘扫描子程序254.2.5 闹铃子程序设计25结 论29参考文献30附录A 多功能电子时钟元器件一览表31附录B 多功能电子时钟硬件原理图32致 33第一章 引 言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如果没有时间的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电子钟都充分显现出了时间的重要因此利用当今
10、先进的科技致力于电子钟的研究将能更好的效劳于人们的生活1.1 多功能电子时钟研究的背景和意义电子技术是十九世纪末、二十世纪初开场开展起来的新兴技术二十世纪开展最迅速应用最广泛成为近代科学技术开展的一个重要标志在其推动下现代电子产品正在以前所未有的革新速度向着功能多样化、体积最小化、功耗最低化的方向迅速开展电子技术的开展有力的推动社会生产力的开展 郭沫假设先生曾说：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则珍贵在我们的日常工作、学习、生活中时间概念愈加显得重要在高度兴旺信息化的21世纪人们总是则忙碌生活工作中班车要准点上班要准时开会要有时间限制；工业生产中每一道工序都要有严格的时间
11、限制这样才能做到井井有条；严谨的科技研究中时间更是重中之重能够准确的了解并且实时性的知道时间是我们学习、工作、生活中不可或缺的机械式钟表虽然也可以告知人们时间也可以定时显示日历但是由于受到机械构造、动力和体积的限制在功能、性能以及造价上都没方法与电子时钟相比 电子钟是采用电子电路实现对时、分、秒进展数字显示的计时装置广泛应用于个人家庭室外广场汽车站和火车站等公共场所成为人们日常生活中不可少的必需品由于数字集成电路的开展和石英晶体振荡器的广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、定时播送、自动
12、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根底的因此更为先进的电子钟的研究有着良好的开展前景和市场潜力随着社会的进步人们越来越青睐功能多样化的产品温度实时显示系统技术已经开展成熟比方空调遥控器上当前室温的显示、热水器温度的显示等等如果能够在电子钟上利用电子技术实时性的准确的显示环境温度那将为我们的生活、工作、和工业生产中带来极大的便利同时也可以让我们随时的了解周围环境的变化以及必要措施的施行1.2 电子时钟的功能电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化拥有时间准确、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
13、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根底上人们可以根据不同场合的要求在时钟上加置其他功能比方定时闹铃万年历环境温度、湿度检测环境空气质量检测USB扩展口功能等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. 具有环境温度采集和显示功能；5. 掉电后无需重新设置时间和日期；6. 采用交直流供电电源交流供电为主直流电源为后备辅助电源能自动切换第二章 电子时钟设计方案分析电子闹钟既可以通过纯硬件实现也可以通过软硬件结合实现根据电子时钟里
14、的核心部件-秒信号的产生原理通常有以下两种形式：2.1 NE555时基电路设计方案555定时器是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路因输入端设计有三个5K的电阻而得名一般用双极性工艺制作的称为 555用 CMOS 工艺制作的称为 7555目前流行的产品主要有4种：BJT两个：555556含有两个555；CMOS两个：75557556含有两个7555555 定时器的电源电压围宽可在 4.5V16V 工作7555 可在 318V 工作输出驱动电流约为 200mA因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典555 定时器本钱低性能可靠只需要外接几个电阻、电容就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等领域5采用NE555时基电路或其他振荡电路产生秒脉冲信号作为秒加法电路的时钟信号或微处理器的外部中断输入信号可构成电子钟由555构成的秒脉冲发生器电路见图2.1输出的脉冲信号V0的频率F为： 式2.1可通过调节式2.1中的3个参
