基于protues的多功能电子钟设计与仿真

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1、基于protues的多功能电子钟设计与仿真【摘要】具有日期、时间、星期、温度全信息交替显示的多功能电子钟，在日常生活中给人们带来了很多方便。本文以STC89C52单片机为控制核心，结合专业时钟芯片DS1302和温度传感器DS18B20，通过protues仿真软件来设计实现。　　【关键词】STC89C52单片机LED点阵显示屏多功能　　【】TP368.1【】A【】1674－4810（2012）01－0168－02　　　　一系统功能概述　　本电子钟采用独特的8行32列LED点阵显示屏作为显示单元，其具有显示亮度高、自发光、视角大等特点。另外，日期、时间、星期、温度全信息交替显示，所需信息

2、一目了然。采用专业时钟芯片DS1302和备用电池，时钟掉电依然走时，用户设置闹钟时间永久保存。机身自带的DS18B20温度传感器设计，0～60℃环境温度显示更精确。全功能菜单操作，4个按键操作，可加减调时，操作方便。8路独立闹钟功能，可以设置独立闹钟时间和模式。多种整点报时时间范围设置，保证休息时间不被打扰。多种操作提示音，高音量闹钟音，令人耳目一新。设计有全屏LED点阵测试功能，制作和使用时轻松检查LED坏点。首次通电时可自动初始化时钟芯片。　　二系统基本方案框图　　将系统划分为MCU控制电路、电源电路、时钟产生电路、温度采集电路、译码显示电路、发声电路等模块电路组成，其框图见图1

3、。　　三系统模块电路的选择　　1．MCU控制器的选择　　采用STC89C52单片机组成控制电路。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。具有以下标准功能：8K字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。同时，具有体积小、速度快、功耗低、价格低廉等特点，在工业、教育、日用生活等诸多领域得到了广泛的使用。　　2．显示电路的选择　　第一，显示屏采用3208LED点

4、阵显示屏来实现，3208LED点阵显示屏采用16×16共256个像素交错横向摆放而成的点阵，其功能强大，通过字模软件可方便地显示各种英文字符、汉字，及自定义图形。第二，显示驱动芯片采用74HC154。74HC154是4线BCD码转换为16线的译码器，与单片机连接方便。　　3．时钟芯片的选择　　时钟芯片采用DS1302。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、周、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5～5.5V。采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能。　　4．温度采集电路　　温度采集电路采用

5、DS18B20。DS18B20数字温度传感器，耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。　　四系统电路设计与仿真　　1．系统硬件电路　　由MCU控制电路、电源电路、时钟产生电路、温度采集电路、译码显示电路、发声电路等组成，电路原理图见图2。　　2．系统的软件设计　　第一，点阵扫描电路设计。先对相关变量进行初始化循环扫描点亮8行LED（称点亮一帧图像），一帧图像扫描完毕后，列指针向右移动一位，再扫描下一帧图像。为了控制时钟滚动的速度，有时要对一帧图像扫描数次后才将列指针移位。这样主观上感觉到图像在移动。显示完一屏后继续扫描下一屏。设计流程见图3

6、。　　第二，温度检测程序设计。单片机与DS18B20的通信经过一个单线接口。在单线接口情况下，在ROM操作未定建立之前不能使用存储器和控制操作。主机必须首先提供五种ROM操作命令之一：读ROM、符合ROM、搜索ROM、跳过ROM、告警搜索。这些命令对每一个器件的64位激光ROM部分进行操作，在成功地执行了ROM操作序列之后，可使用存储器和控制操作。一个控制命令指示DS18B20完成温度测量。该测量的结果将存入DS18B20的高速缓存中，通过发出读暂存存储器操作命令可以读出此结果，每一温度告警触发器TH和TL构成一个字节的EEPROM。如果不对DS18B20施加告警搜索命令，这些寄存器

7、可用作通用用户存储器。使用存储器操作命令可以写TH和TL，对这些寄存器的读访问通过便签存储器。所有数据均以最低有效位在前的方式被读写，单片机处理数字信号并通过点阵显示出来。设计流程见图4。　　3．系统电路仿真　　在Protues软件里设计好电路，在KeiC51软件里建立项目并编译、调试设计好的程序，将编译通过后得到的HEX文件加载到Protues的MCU里，点击运行按钮，Protues电路开始运行，实现电路功能的仿真。　　五结束语　　本文从仿真的角度，在p