《测控系统原理》课程设计 多功能数字钟设计

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1、《测控系统原理》课程设计课题：多功能数字钟设计班级测控1学生姓名学号指导教师工学院电子与电气工程学院11多功能数字钟设计一、绪论1.1引言随着微电子技术和超大规模集成电路技术的不断发展，家用电子产品不但种类日益丰富，而且变得更加经济实用，单片微型计算机体积小、性价比高、功能强、可靠性高等独有的特点，在各个领域得到了广泛的应用。数字钟是一种应用非常广泛的日常计时工具，数字显示的日历钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用。LCD数字显示的日历钟显示清晰直观、走时准

2、确、可以进行夜视，并且还可以扩展出多种功能。功能也越来越齐全，除了时、分、秒显示及闹铃。但通过我们对各种电子钟表、历的不断观察总结发现目前市场的钟、历都存在一些不足之处，比如：时钟不精确、产品成本太高、无环境温度显示等，这都给人们的使用带来了某些不便。为此设计了一种功能全面、计时准确、成本低廉的基于51单片机的多功能数字钟设计。二、功能要求1.数字钟能用LCD液晶显示]时、分、秒并设置指定时间的闹铃。2.数字式温度计要求测温范围-50~100°C，LCD液晶直读显示。三、系统设计3.1方案论证与设计

3、3.1.1控制部分的方案选择1.用可编程逻辑器件设计。可采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。设计起来结构清晰，各个模块，从硬件上设计起来相对简单，控制与显示的模块间的连接也会比较方便。但是考虑到本设计的特点，EDA在功能扩展上比较受局限，而且EDA占用的资源也相对多一些。从成本上来讲，用可编程逻辑器件来设计也没有什么优势。2.11用凌阳16位单片机设计。凌阳16位单片机有丰富的中断源和时基，方便本实验的设计。它的准确度相当高，并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些递归调用。

4、I/O口功能也比较强大，方便使用。用凌阳16位单片机做控制器最有特色的就是它的可编程音频处理，可完成语音的录制播放和识别。这些都方便对设计进行扩展，使设计更加完善。成本也相对低一些。但是，在控制与显示的结合上有些复杂，显示模组资源相对有限，而且单片机的稳定性不是很高。3.主控芯片使用stc系列stc89C52单片机，宏晶公司生产的ST89C52单片机采用高性能的静态80C51设计，由先进工艺制造，并带有非易失性Flsah程序存储器。它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片，市场应用最多。本系统

5、采用了此方案。3.1.2测温部分的方案选择1.在日常生活及工农业生产中经常要乃至温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。2.与前面相比，采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55～125°Ｃ，最大分辨率可达0.0625°Ｃ。DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用3线制与单片机相连，减少了

6、外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。3.1.3显示部分的选择1.8段数码管虽然可视范围十分宽，而且经济实惠，也不需要复杂的驱动程序，但操作繁琐，显示的内容简单。2.相比于数码管，液晶显示方式虽然价格相对较贵，但液晶显示效果出众，可以运用菜单项来方便操作，。所以最后选择LED数码管显示方案。3.2数字钟系统组成按照系统设计功能的要求，确定数字钟系统由主控制器、时钟模块、测温电路、显示模块、键盘接口共5个模块组成。总体系统构成框图如图3.2所示。STC89C52主控制器DS18B20温度探测键盘扫

7、描控制电路LCD显示电路声光闹铃电路11图3.2数字钟系统构成框图四、硬件电路设计系统由主控制器STC89C51、温度传感器DS18B20传感器、LCD显示电路及键盘扫描电路,声光闹铃电路组成。系统原理图如图4.1所示图4.1系统原理图4.1主控器STC89C52宏晶公司生产的ST89C52单片机采用高性能的静态80C51设计，由先进工艺制造，并带有非易失性Flsah程序存储器。它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片，市场应用最多。主要性能特点有：8KBFlashROM，可以檫写1000次以

8、上，数据保存10年。256字节内部RAM。电源控制模式——时钟可停止和恢复；——空闲模式；11——掉电模式。6个中断源。4个中断优先级。4个8位I/O口。全双工增强型UART。3个16位定时/计数器，T0、T1（标准80C51）和增加的T2（捕获和比较）。全静态工作方式：0～24MHz。4.2DS18B20温度传感器测温电路主要使用温度传感器DS18B20，由于LCD液晶实现温度显示。4.2.1温度传感器原理DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出