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时间:2018-01-22
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1、多功能数字电子钟设计第46页共46页多功能数字电子钟设计摘要:本文设计实现的是一个多功能数字电子钟,其功能为:24小时制时、分、秒的时间显示,具有整点报时功能;年、月、日及星期的日历显示;具有秒表功能;可显示当前环境温度;可通过按键对各时间信息进行调整。系统采用单片机AT89C52作为主控芯片。系统中的显示模块采用LCD1602液晶显示器实现。LCD1602可以显示两行字符,每行16个字符,能够满足本系统的显示要求。系统中的温度采集模块采用DS18B20芯片实现。DS18B20体积小,其输出量是数字量,可直接与单片机通信,且为单总线传送,可简化电路,大大减小系统的体积。系统中的时钟
2、产生模块采用DS1302时钟芯片实现。DS1302时钟芯片为单总线传送,只需一条线就可以完成与单片机之间数据的交换,且该芯片准确度很高,可大大减小电子钟的时间误差。总得来说本设计电路简单、容易实现且性能稳定。关键词:电子钟,液晶显示器,单片机,温度传感器,时钟芯片1引言1.1系统设计要求1)能完整地显示年、月、日、时、分、秒、星期。2)在上面得基础上具有整点提醒功能。3)除了以上功能外,还要有其他小的功能,如测温等。4)可以在任何时刻通过按键人为地设定时间。5)要求时间显示不能误差太大。6)成品的体积不能太大,要合理、时尚、美观。7)应尽可能地减小成本,做到精益求精。1.2系统设计
3、思路及特点1)本系统是采用四节干电池作为输入电源,以单片机为控制核心来读取DS1302时钟芯片和DS18B20中的寄存器的值,并通过LCD1602液晶显示器将年、月、日、时、分、秒,以及温度、星期的值实时显示出来,并通过按键控设定时间值。多功能数字电子钟设计第46页共46页2)DS1302是单总线数据传送器件,单片机不停地对其年月日、时分秒、以及星期寄存器进行读取,并实时地显示出来,并通过按键改变其各个寄存器中的值,也就是通过按键将数据以增或减得形式往各个寄存器里写数据,从而达到设定时间的作用。3)DS18B20也是单总线数据传送器件,单片机不停地检测其寄存器中的值,并通过LCD1
4、602实时地显示出来。4)当整点时,也就是分为零的时候,通过控制PNP三极管基极的高低电平来使蜂鸣器工作与否,从而达到整点报时的功效。5)通过按键可切换到跑表模式,将其作为跑表使用。2系统总体方案比较及说明方案一采用CPLD作为核心控制器,来控制DS1302芯片和DS18B20芯片用蜂鸣器来整点报时和使用液晶显示屏来显示时间,温度值。如图2.1所示。CPLDLCD1602液晶显示功能按键DS1302DS18B20图2.1方案一虽然CPLD是构建数字系统的主要芯片,但在本次设计的测控系统中没有单片机优越,故不采用此方案。方案二本系统是采用四节干电池作为输入电源,以单片机为控制核心来读
5、取DS1302时钟芯片和DS18B20中的寄存器的值,并通过LCD1602液晶显示器将年、月、日、时、分、秒,以及温度、星期的值实时显示出来,并通过按键设定时间值。如图2.2。多功能数字电子钟设计第46页共46页AT89C52LCD1602液晶显示功能按键DS1302DS18B20图2.2方案二本系统的优点是:单片机价格低廉且功能强大,通过单片机控制各个芯片,从而实现系统的完整运作,且电路简单,成本低,适用。综上所说,采用方案二更好些。3系统硬件理论设计、电路原理图3.1单片机复位电路的设计如图3.1所示图3.1复位电路单片机复位电路由一个1K电阻、一个10K电阻、一个10UF的极
6、性电容组成。如图3.1所示,RST接单片机的RST端,当按下开关S1时,由于电阻分压作用,RST会出现高电平,又由于电容延时的作用,这样的高电平会持续单片机两个机器周期以上的时间,从而使单片机复位。并且,当系统刚通电的瞬间,由于电容来不及马上响应电压由零到5V的变化,这样可近似认为在系统刚通电的瞬间,RST端出现两个周期以上的高电平,从而,单片机在刚上电的瞬间也会自动复位一下,而后由于电容的阻隔直流的作用,RST端呈低电平,当按下开关,就能实现单片机的复位。3.2单片机时钟电路多功能数字电子钟设计第46页共46页如图3.2所示图3.2单片机时钟电路如3.2所示,单片机的时钟电路由两
7、个电容和一个晶振组成,上图中的X1、X2接单片机的X1、X2端。本系统中单片机复位电路额定晶振选用12MHZ的晶振,电容选用两个30PF的无极性电容,这样在系统通电的瞬间,由于电容延时和振荡的作用,从而使晶振起振,从而使单片机正常工作下去。3.3系统显示电路3.3.1LCD1602原理图如图3.3所示图3.3显示电路1602如图3.3所示,显示部分选用LCD1602液晶,其数据端D0到D7接单片机的P0口,其实接任何口都没关系,我只是个人喜欢这样接,RS、E分别接单片
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