多功能数字电子钟设计

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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