多功能时钟设计报告

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1、多功能数字钟设计报告10目录摘要1．设计任务1）基本要求2）发挥部分2．方案论证与比较1）显示部分2）数字时钟3）温度采集4）闹铃部分5）电源模块6）电网电压测量、频率显示7）环境温度控制3．总体方案1）工作原理2）总体设计4．系统硬件设计1）AT89sc52单片机最小系统2）测温模块3）时钟模块4）存储器模块5）LCD显示模块6）电源模块7）电压测量模块8）环境温度控制模块5．单片机程序部分1）程序编写6．测试与结果分析1）基本部分测试与分析2）发挥部分测试与分析3）创新部分测试与分析7．设计总结10摘要本设计采用LCD液晶屏幕显示系统

2、，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。采用单片机控制，由于采用软硬件结合的方式，实现起来电路相对简单并且易于调试，最终采用ATMEL公司的AT89sc52单片机，功耗低高性能，可以很好的实现对此多功能数字钟的控制。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

3、了实现，而且还具有一定的创新功能。关键字：AT89sc52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1、任务设计1）基本要求（1）采用LED数码管能清晰、准确地显示“时”、“分”、“秒”功能。（2）通过键盘可对“时”、“分”、“秒”任意设置。（3）具有“闹钟”功能，且时间任意设置。（4）具有环境温度显示功能，温度范围0～60度，温度分辨率为0.1℃。（5）要求自制保证该数字钟正常工作的直流稳压电源。2）发挥部分（1）具有电网电压测量、频率显示功能，电压分辨率1V。（2）具有具有环境温度控

4、制功能，假设控制对象是一台家用电风扇，当环境温度大于“设定值”时，开启电风扇；当温度低于“设定值-2℃”时，停止电风扇。温度“设定值”可在“20~30℃”范围内任意设置。（3）其它。2、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、

5、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：10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

6、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

7、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。DS18B20可以满足从-55摄氏度到+125摄氏度测量范围，且DS18B20测量精度高，增值量为0.5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DS1

8、8B20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，