蔡洪军.doc

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多功能电子钟设计
设计人:
蔡洪军
专业:
电子信息工程
班级:
电子081501
学号:
200815010101
指导教师:
王安红
二零一二年一月
摘要
本文介绍了一款基于avr ATmega16单片机控制的带有温度显示的电子钟的设计,通过多功能数字钟带有温度的设计思路,详细叙述了系统硬件、软件的具体实现过程。论文重点阐述了数字钟硬件中MCU模块、温度模块、时钟模块、显示模块和相关控制模块等的模块化设计与制作;软件同样采用模块化的设计,包括中断模块、温度模块、时间调整模块设计,并采用简单流通性强的C语言编写实现。本设计实现了时间的修改功能和年、月、日和时、分、秒的显示和温度显示和电位器电压的显示功能。
关键词:
单片机;液晶显示器LCD1602;电子钟;温度显示。
前言
单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的,由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点,所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域,使产品小型化、智能化,既提高了产品的功能和质量,又降低了成本,简化了设计。本文主要介绍由单片机控制的带有温度显示的电子钟的设计。
随着人们生活水平的日益提高,人们对生活的要求越来越高,原有的事物已经不能满足人们的生活需求了,一些带有新功能的事物已经在慢慢的取代旧事物。就像电子钟一样,人们用电子钟不仅仅只是看时间了,人们还需要看温度了。越来越多的新功能更贴近人们的生活了,所以也越来越受人们所喜欢。带有温度的的电子钟可以使人们随时都可以了解温度的变化。
第一章课程设计的目的与要求(含设计指标)
一、设计目的
此次设计数字电子钟就是为了了解数字电子钟的原理,掌握数字钟的设计方法,熟悉集成电路的使用方法。从而学会制作数字电子钟。而且通过数字电子钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法,实际运用能力,独立完整地设计具有一定功能的电子电路。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路,通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理和使用方法。
二、设计要求:
1、设计制作一个多功能电子钟,具备年月日时分秒显示功能,掉电后时钟信息不会丢失。
2、具备显示当前环境温度功能。
3、显示器可以在字符液晶与数码管之间切换选择。
4、电子钟通过USART与PC机通讯,通过串口调试助手设置时间。
5、通过四个按键切换显示模式与数码管显示内容。
6、具有数字电压表功能,能够测量0~。
7、采用AVR单片机ATmega16。
三、时钟功能的实现:
1、 AVR单片机自带RTC功能,但C语言实现日历功能比较复杂, 且ATmega16的功耗不够低(ATmega48V是典型的低功耗AVR),而时钟芯片DS1302掉电功耗很低,操作方便,因此时钟功能选择DS1302+备份电池实现。
2、字符液晶的选择:选择最常用的字符型液晶1602。
3、上位机通讯:采用TTL-232电平转换芯片MAX232A,DB9接口。
4、温度测量功能:采用常用的温度测量芯片DS18B20
5、电压表功能:片上自带的10位ADC,,测量电压直接输入。
芯片介绍
一、ATmega16单片机简单介绍:
1、板上资源介绍:
1) ISP 在线下载口、JTAG 在线仿真接口、复位按键;
Ø 2) 8 位流水灯;
Ø 3) 4 位数码管扫描方式显示;
Ø 4) 4 位按键,其中 K1 实现 INT0 上升沿触发实验,K2 实现 INT1 下降沿触发实验,K3 与 K4 实现普通 IO 口查询方式输入实验;
Ø 5) UART 异步串行口+MAX232 电平转换芯片,通过 DB9 口通讯;
Ø 6) 有源蜂鸣器;
Ø 7) DS18B20,1-Wire 总线接口温度传感器;
Ø 8) DS1302,SPI 总线接口的实时时钟芯片,可实现万年历功能;
Ø 9) AT24C02,I