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单片机的电子时钟的设计与制作

2020-12-20 23:55编辑: www.jxszl.com景先生毕设
目录
一、 系统总体设计
(一)元器件选择
1、控制芯片选择
2、计时模块选择
3、显示模块选择
二、 系统硬件设计
(一) 主控模块设计
1、STC89C52单片机简介
2、单片机最小系统
(二) 时钟模块设计
1、DS1302计时芯片设计
2、温度检测模块电路设计
(四) 显示模块设计
1、 LCD1602液晶显示器简介
2、 显示模块电路设计
(五)按键模块设计
(一) 系统主程序设计
(二) 时间子程序设计
(三) 闹钟子程序设计
(四)系统仿真
四、 系统硬件调试
总结
致谢
参考文献
附件
(一)实物图
(二)PCB图
(三)电路图
(四)程序
引言
岁月如梭,光阴似箭。随着时间的推移,人类对于时间的观看方式也在经历着日新月异的变化,从古时候的日晷或是观察天象,到近代的摆钟、手表,再到现在的电子钟。观看时间的方式与时俱进,精度和便携程度也在不断的提高。告别了传统的古老观看时间方式,随着经济和技术的发展,渐渐的出现了一系列的电子时钟。本次毕设我所设计制作的就是使用单片机为控制核心的电子万年历。单片机作为人类历时一次巨大飞跃的跳板,它以体积小,功能强,可在线编程,性价比高等优点被广泛的应用在各种嵌入式电路中,比如电子玩具、自动控制设备、生活智能家居、机械装置、自动化办公设备等等。有了单片机这样的智能控制芯片,以及各种的集成电路,人们生活的各方各面也都有了极大程度的显著提高。这些自动化装置不仅扩充了内存以及功能,也大大提高了设备的精度和便携程度,具有十分广阔的开发前景。
本次毕设制作的电子时钟集万年历和闹钟于一体,既能实时准确的显示年、月、日、时、分、秒,以及当前环境,还能通过按键来设置闹钟,当闹钟时间到的时候蜂鸣器会立即鸣叫报警。本系统主要是采用STC89C
 

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有了单片机这样的智能控制芯片,以及各种的集成电路,人们生活的各方各面也都有了极大程度的显著提高。这些自动化装置不仅扩充了内存以及功能,也大大提高了设备的精度和便携程度,具有十分广阔的开发前景。
本次毕设制作的电子时钟集万年历和闹钟于一体,既能实时准确的显示年、月、日、时、分、秒,以及当前环境,还能通过按键来设置闹钟,当闹钟时间到的时候蜂鸣器会立即鸣叫报警。本系统主要是采用STC89C52单片机作为核心控制芯片(C51的芯片内存放不下本系统程序),使用DS1302计时芯片作为计时模块的核心来计时,计时结果会发送给单片机,单片机对发送过来的数据进行分析处理后显示在LCD1602液晶显示屏上,并且还会通过系统计算显示出当前的农历日期。另有按键模块可以用来矫正当前的日期时间,以及设定闹钟,共有四个按键。本系统自带3V供电电源,使得系统可以掉电继续计时,无需每次上电都重新设置,很大程度上的方便了使用者。另有DS18B20传感器来检测当前温度并发送给单片机,单片机同样会输出给液晶屏显示。本系统使用24小时制计时,分别显示公历、农历、温度,可以使用按键设置闹钟,使用方便,成本低,性价比高,功耗小,连接方便,电路简单,显示清晰明了,被广大的用户所接受,前景十分的广阔。
系统总体设计
(一)元器件选择
1、控制芯片选择
方案一:采用ARM芯片作为控制芯片。ARM芯片处理速度为0.9MIPS/MHZ,内置存储器以及USB控制器,有些甚至同时有USB Host和USB Slave控制器。拥有快速中断和标准中断两个中断向量,四个中断方式,使用外部总线速度控制信号。但是使用手则较繁琐,类型高端,不适合专科生操作。
方案二:采用单片机作为控制芯片。STC89C52单片机是是在原经典款52单片机上做改进之后的新型的高性能、低功耗的8位微处理控制器。STC89C52工作电压在3.5~5.5V,拥有8K字节的闪存,SRAM 512个字节,5K具有EEPROM功能可以保存数据不丢失,多个定时计数器,抗干扰能力强,速度快。
综上:选用STC89C52单片机
2、计时模块选择
方案一:使用单片机内部计时器。在单片机的外围电路配有晶振,用于单片机内部的计时,用单片机定时器来提供本系统的秒信号。但是这样方式会产生较大的误差。
方案二:使用DS1302计时芯片。DS1302数专门的计时专用芯片,使用串行口通信,只需简单的外围电路与单片机连接,外围电路中配备专门的电源以及晶振,计时精度较高,性价比高,闰年补偿。
综上:选用DS1302芯片来计时。
3、显示模块选择
方案一:使用数码管。数码管为8断数显,价格相对便宜,成像清晰,编程简单,但是显示成像比较单一,只能显示数字以及小数点,与单片机连接的外围电路需要配有电容等滤波。
方案二:使用LCD16示屏。液晶显示屏幕功耗低,显示清晰,体积小,接口简单,可以显示各种字母、数字以及图像,不过编程相对复杂。
综上:考虑到本系统要显示年月日等信息,选择L02液晶显CD1602液晶屏。
系统总体设计
本系统总共有时钟模块、温度传感模块、显示模块以及电源模块等部分组成。电源负责系统的供电,温度模块负责检测当前环境的室温,时钟模块是系统关键部分,用来给系统计时,最终的输出是显示模块,所有的信息经单片机分析处理后都会显示在LCD1602液晶屏上。系统总体框图如图1.1所示。
图1.1 系统总体框图
系统硬件设计
主控模块设计
1、STC89C52单片机简介
STC89C52单片机是在经典款C51单片机的基础上的改良版新型的高性能、低功耗的8位微处理控制器。其工作电压在3.5~5.5V内,拥有8K字节的闪存,SRAM 512个字节,并且具有EEPROM功能可以保存数据不丢失的特点。本单片机拥有多个定时计数器,抗干扰能力较强,速度非常快,而且性能高,功耗低,基本芯片指令与C51大都相同兼容,允许的存储器在系统中可以自由编程。该芯片工作电压在3~5V,与AT89C51芯片相兼容,指令可以互相一起使用,共有32个通用I/O口,拥有5K的EEPROM存储区。具体的芯片引脚图如图2.1所示。
图2.1 STC89C52引脚图
2、单片机最小系统
单片机的最小系统其实也就是能使单片机正常运行的最低配置,它一共是由三个模块组成:复位系统、时钟系统以及电源系统。复位系统也就是说给9引脚输入2个周期以上的高电平使单片机复位,从开头运
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