红外遥控多功能数字钟.doc

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1、编码：山东省第三届大学生物理科技创新大赛研究报告作品名称：红外遥控多功能数字钟学校全称：申报者姓名：指导教师：类别：E类□实验方法研究（A类）□自制实验教学仪器（B类）□物理量智能化测量（C类）□实验模拟与仿真（D类）√实用创新（E类）红外遥控多功能数字钟摘要:本项目设计完成了一种多功能数字钟。在进行了各单元电路方案的比较论证基础上，确定以ATMEL公司的AT89C52单片机作为控制核心，以DS1302作为定时器系统的核心器件，系统显示选用LCD12864液晶，使用18B20以及HSM-20G分别实时检测并显示温度、湿度。该多功能数字钟界面清晰，美观

2、大方，除了具备基本数字钟的万年历功能外，还具有可调闹钟的铉铃声，语音报时，红外遥控，并能够检测温度和湿度等多种功能。除了现有功能，还可以根据用户需要进行扩展。关键词：数字钟，时钟万年历、AT89C52，红外遥控、12864液晶1．设计方案设计并制作的这个多功能数字钟，实现年月日时分秒的液晶显示，定时功能的实现，红外遥控，以及其他一些扩展功能，上述各模块的方案如下：1.1微控制器模块采用Atmel公司出产的AT89C52单片机。51单片机价格便宜，应用广泛，编程方便可以很简单的实现题目要求，如果系统需要增加语音播报功能，还需外接语音芯片，实现较为复杂，

3、可以选择SPCE061A单片机，不过其价格贵且复杂，此处选择51单片机。1.2日历时钟利用DS1302作为多功能电子钟的核心部件DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能，低功耗的实时时钟芯片，可以提供秒、分、时、日、星期、月、年，月份少的自动调整，同时也具有闰年补偿功能，相比51单片机的内部时钟有更好的精确度，很满足这个项目的要求。1.3键盘控制模块方案:采用矩阵键盘进行编程和控制操作，可利用的键盘个数满足要求，而且占用的单片机端口相对较少，利用率高，对于扩展功能提供发展空间。1.4红外遥控控制模块方案:在键盘控制基础上添加由一体化红外接收

4、头构成的红外遥控，这种接收器集成有晶振、AGC、AGC控制器、放大器、带通滤波器、波形探测器和波形整流器等部分。成熟的产品有低功耗、高灵敏度和良好的抗干扰能力等优点。可远距离进行控制，更加方便实用。1.5显示模块电子钟的最终目的就是让人可以清楚的了解其功能，所以交互界面就很重要，选择了LCD12864作为显示设备，它既能显示数字和文字，又可以清晰显示图形信息，稳定性很好，在这里作为数字钟的显示器很适合。1.6温度检测模块多功能电子钟的温度显示部分要精确到十分位，选择DS18B20作为检测设备，其具有零待机功耗，独特的单线接口方式，在微处理器连接时仅仅

5、需要一条口线就可以实现微处理器与DS18B20的双向通信，成本相对较低，方便使用等特点。1.7湿度检测模块采用HSM-20G作为湿度检测模块。它采用电阻式传感元件，成本低、互换性好，湿滞小、耐高湿、抗污染、微型化，湿度输出受温度影响极小，线性电压信号输出。1.6声音发生模块采用小喇叭作为闹钟模块发声设备。小喇叭应用灵活，可用于各种频率的信号发声，对于短周期脉冲依旧能发出声音，且驱动电压只需5V。2．系统设计部分2.1系统硬件设计本系统以AT89C52为控制核心通过LCD12864进行实时显示，处理器接受两个芯片输出的实时数据，通过数据处理控制蜂鸣器并

6、且显示相应的时间，按键模块及红外控制模块随时可以进行手动调整。程序流程图见图1。LCD12864显示数字钟AT89C52单片机单线交互数据HSM-20G湿度检测DS18B20温度检测DS1302时钟芯片喇叭报时红外遥控纽扣电池供电按键模块电源模块图1系统硬件设计流程图2.2系统软件设计经过我们的分析得到如下结论，要使整个系统稳定且高效的运行，则程序之间的配合要达到互不干扰的程度，严格按照芯片的驱动程序对各个芯片经行初始化，进而进行控制。总的程序框图如图2所示：进入菜单开机上电DS1302、DS18B20、HSM-20G等初始化开机画面显示LCD显示：

7、图片1外部中断初始化，闹铃扫描初始化读DS1302、DS18B20HSM-20G的数据显示时间温湿度等有无红外发射（闹铃）信号红外键值的读取及转化函数红外响应函数液晶显示到菜单界面（或闹铃功能响应）NY红外键值读取成功？N清空接收数据并初始化读取当前键值对应的菜单子程序，并在次响应红外接收信号（闹铃功能类似）红外检测机键值读取判断按键发生后要跳出的条件。检测是否有新信号，有则判断是否为有效地操作指令，是则执行相应操作图2系统软件设计流程图3．实验与调试3.1.利用12864显示测试得到多功能电子钟部分功能显示：显示时间，日期，农历，温湿度节假日提醒闹

8、钟备忘3.2调试用实验板整机图对所需要达到的效果进行调试，先利用实验板进行程序的调试，以及温度检测，按键，报