多功能时钟设计.doc

多功能时钟设计摘要: 本设计采用 LCD 液晶屏幕显示系统,以 STC89C52RC 单片机为核心,由键盘、温度采集、定时闹铃、日期提醒等功能模块组成。基于题目基本要求,本系统对时间显示、闹铃方式进和温度采集系统行了重点设计。此外,扩展了整点报时、非易失闹铃信息存储、国内外重要节日提醒等功能。本系统大部分功能由软件来实现,吸收了硬件软件化的思想,大部分功能通过软件来实现,使电路简单明了,系统稳定性大大提高。本系统不仅成功的实现了要求的基本功能,多数发挥部分也得到了实现,而且还具有一定的创新功能。关键字: STC89C52RC 单片机、 LCD 液晶显示、双电源供电、温度采集、非易失定时闹铃、生日提醒、重要节日提醒、整点报时一、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: ?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; ?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; ?时钟具有装卸电池时掉电保护功能,保护时间大于 5 分钟; ?时钟功耗小于 。 : ?提高温度检测精度,在 0℃-40 ℃显示 ℃; ?实现双电源供电( 220V 及电池供电); ?能够提供生日提醒指示;能够每天提供 3 个时间点的闹钟报时功能; ?非接触止闹功能。 : ?非易失定时闹铃?重要日期提醒评阅意见: ?整点报时二、方案论证: 1. 显示部分: 显示部分是本次设计的重要部分,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,虽可以避免静态显示的问题,但设计上如果处理不当,易造成亮度低,有闪烁等问题。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,是比较适合的。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部分。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:在单片机内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,存储器内相应的秒值加 1 ;若秒值达到 60 ,则将其清零,并将相应的分字节值加 1 ;若分值达到 60 ,则清零分字节,并将时字节值加 1 ;若时值达到 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,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 。该芯片内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不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作,芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时,可使系统自动转换到内部锂电池供电系统。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 摄氏度测量范围,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 。 DS18B2 0 可以满足从-55 摄氏度到+12 5 摄氏度测量范围,且 DS18B2 0 测量精度高,增值量为 摄氏度,在一秒内把温度转化成数字,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。 4. 闹铃部分: 一般的时钟都带有闹铃,实现闹铃方式可采用以下两种: 方案一: 将闹钟信息存放在单片机自带的存储器中。该方案成本低而且易于实现,但是一但掉电会造成之前信息的丢失。方案二: 将闹钟信息存放在非易失储存器 AT24C02 中。该方案即使在完全的掉电的情况下也不会造成闹钟信息的丢失,可避免方案一带来的麻烦。 5. 电源模块: 方案一: 采用干电池作为系统电源。但需经常换电池,不符合节约型社会的要求。方案二: 采用直流稳压电源作为系统主电源,干电池作为辅助电源。不仅不需要经常更换电源,并且当市电停止时能够采用干电池做为系统电源,使用更加安全可靠。