多功能数字钟.docx

湖北大学物理学与电子科学学院单片机课程设计多功能数字钟胡博2011221105200147余蕾2011221105200156指导老师:卢仕王晓临2014年6月摘要 单片机就是微控制器,是面向应用对象设计、突出控制功能的芯片。单片机接上晶振、复位电路和相应的接口电路,装载软件后就可以构成单片机应用系统。将它嵌入到形形色色的应用系统中,就构成了众多产品、设备的智能化核心。本设计就是应用单片机强大的控制功能制作而成的电子万年历,该电子万年历包括三大功能:实时显示年、月、日、时、分、秒;实时监测环境温度(可根据需要启动高温报警功能);电子闹钟。本设计采用的是AT89S52单片机,该单片机采用的MCU51内核,因此具有很好的兼容性,内部带有8KB的ROM,能够存储大量的程序,最突出特点是具有ISP在系统烧写功能,使得烧写程序更加方便。计时芯片采用时钟芯片DS1302,该芯片通过简单的串行通信与单片机进行通信,时钟/日历电路能够实时提供年、月、日、时分、秒信息,采用双电源供电,当外部电源掉电时能够利用后备电池准确计时。温度检测采用18B20温度传感器,该芯片采用的是独特的“一线总线”的方式与单片机进行通信,一线总线独特而且经济的特点,是用户可以轻松的组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新的概念。实时温度采用一线总线的方式传输大大的提高了信号的抗干扰性,分辨率可通过软件设置,其小巧的体积为各种环境下测量温度提供了方便。显示器件采用通用型1602液晶,可显示32个字符,如果使用数码管来做显示器件需消耗大量的系统资源,因此采用低功耗的1602液晶,该液晶显示方便,功能强大,完全能满足数字万年历的显示要求。通过此次设计能够更加牢固的掌握单片机的应用技术,增强动手能力、硬件设计能力以及软件设计能力。设计任务1、设计任务:利用单片机、时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20、1602液晶等实现日期、时间、温度的显示即一个简单的万年历。2、设计要求(1)通过DS1302能够准确的计时,时间可调并在液晶上显示出来。(2)通过DS18B20能准确的检测当前环境温度,并设置超温报警。(3)利用单片机自身功能实现多闹钟。(4)利用单片机自身功能实现秒表。总体方案液晶显示模块1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用。1602的驱动电路带有11条指令,可以很方便的控制液晶的现实效果如:清屏、左移右移、光标显示。而且1602显示的字符在下一条指令为到来之前不会改变,也就是能够维持显示的字符,1602液晶占用的系统资源也少。实时时间计算模块DS1302是一种高性能、低功耗的实时时钟芯片,附加31字节静态RAM,采用SPI三线接口与CPU进行通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年,一个月小与31天时可以自动调整,且具有闰年补偿功能。~。采用双电源供电(主电源和备用电源),可设置备用电源充电方式,提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。利用单片机强大的控制功能就可实现实时计时的功能,而且消耗的系统资源少,程序简单。3、实时环境温度采集模块DS18B20是数字温度传感器,采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。单总线具有经济性好,抗干扰能力强,适合于恶劣环境的现场温度测量,使用方便等优点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。测量温度范围宽,测量精度高,在使用中不需要任何外围元件,支持多点组网功能多个DS18B20可以并联在惟一的单线上,实现多点测温,供电方式灵活DS18B20可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此,当数据线上的时序满足一定的要求时,可以不接外部电源,从而使系统结构更趋简单,可靠性更高。因此非常适合本系统使用。4、报警模块此模块采用无源蜂鸣器实现,只要编写相应的程序即可实现发出不同频率的声音。5、设置模块因设置模块只需编写相应的程序外加相应的按键即可实现。总体方案组成框图报警模块(蜂鸣器)显示模块(1602液晶)AT89S52时间计算模块DS1302实时温度采集模块(DS18B20)设置模块(独立按键)系统软件设计程序框图如下:蜂鸣器响,显示闹钟到判断是否为闹钟时间开机初始化:定时器,液晶,ds1302,18b20显示欢迎界面从DS1302读取信息1602液晶显示相关信息判断是否有按键按下时间、日期、上限温度、闹钟设置、秒表模块没有按键按下温度检测模块是否超温蜂鸣器响,显示超温