可测距多功能数字钟

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1、微机系统设计大赛研制报告设计题目：可测距多功能数字钟设计学生及专业：指导教师：25目录微机系统设计大赛研制报告第一章设计内容及要求2第二章方案论证及系统工作原理32.1主控制部分方案论证32.2时钟部分方案论证32.3键盘、显示电路方案论证32.4系统工作原理图42.5超声波测距工作原理及电路图4第三章系统硬件设计63.1主控制部分硬件设计63.2时钟部分硬件设计63.3显示模块部分硬件设计8第四章软件设计流程图104.1软件设计所需资源104.2系统软件设计框架10第五章结论11附录1125第一章设计内容及要求以单片机为核心，设计一个可测量距离的电子表，普通状态为电子表模式

2、，通过按键转换成测矩装置。使用液晶模块显示所测距离值（单位为cm）。同时还设有调整键即设置年月日及时分秒和星期，并具有定点闹铃功能。设计主要要求如下：1．完成年、月、日、星期和时间的显示，年用4位显示，其他用两位显示。2．完成时间、日期的校准，并能自动校准闰年。3．能完成测距功能，精度精确到cm.。4．能自动定闹钟。25第二章方案论证及系统工作原理2.1主控制部分方案论证方案a:采用AT89C2051。单片机AT89C2051具有低电压供电和小体积等特点：两个端口刚好满足系统的设计要求很适合便携手持式产品的设计使用，系统可用两节电池供电。方案b:采用AT89S52。具有8K的

3、程序存储器，比AT89C51多一个定时器，具有可扩展64K数据存储器，以及P0、P1、P2、P3I/O口。为了方便调试且单片机最小系统板采用的是AT89C51或AT89S52等系列芯片，所以最终我们采用方案b。2.2时钟部分方案论证方案a：利用单片机内部的定时功能来实现时钟的走时，通过计算可知，使定时器每25ms产生一次中断，当产生40次中断后秒单元将加一，以此类推，从而实现时、分、秒的走时，并加以显示。由于这种方式在断电的情况下将停止走时，且通电后必须再初始化，而且需要调表，故不用此方法。方案b：我们选用DS12C887时钟芯片，这是一种跨越2000的时钟芯片，它是DS12

4、87的增强型品种。它内含晶体振荡器、振荡电路、充电电路和可充电锂电池并且封装成一个集成模块，这种芯片可记录时间，年、月、日，并且成功解决“千年虫”问题，是一种广泛应用的万年历时钟芯片。基于以上内部结构，该芯片具有记忆、掉电重起、时间准确不需重新调表的优点。由于它内部装有锂电池，断电后系统依然可靠运行。对于芯片的软件编程，首先，需要对其进行初始化，对芯片内部寄存器设立标志位并赋初值，同时加载时钟的计数初值。初始化完成后，即可以在该芯片中读取时间。该芯片口地址为0BF00H，读过此地址，把数读出，并放入一储存单元，同时调用显示子程序进行显示。并且节约系统资源，故选用此方法。2.3

5、键盘、显示电路方案论证方案a:用8279可编程的键盘显示接口芯片，能自动完成键盘的扫描输入和LED扫描显示输出。25键盘部分提供的扫描方式，可以与具有64个触点的键盘或传感器相连；能自动清除按键抖动，并实现多键按下的保护。显示部分按扫描方式工作，可以连接8位或16位的LED显示块。扫描计数器有两种工作方式：*编码工作方式这时计数器作二进制计数，四位扫描线SL0-SL3输出四位计数状态。这种计数状态只有经外部译码后，方可作为键盘和显示的扫描码。*译码工作方式这时扫描计数器的最低两为经内部译码后，由SL0-SL3扫描线输出。其输出可直接用作键盘和显示的扫描码。方案b:采用液晶显示

6、，利用I/O口扩展键盘。由于使用液晶显示有很好的人机界面，对比8279更能体现本设计的功能，所以，在本次设计中采用液晶和I/O口扩展键盘。2.4系统工作原理图按照系统设计功能要求，确定系统由个模块组成：主控制器，时钟电路，液晶电路，超声波电路及按键控制电路。单片机AT89S52显示器件液晶模块超声波模块时钟12887按键输入图2.12.5超声波测距工作原理及电路图利用555使其产生40KHz的方波，利用单片机的一个端口控制555，波形经4049增大其功率，发出，遇到障碍物返回，接收到的波经放大调型稳定后送给单片机经过计算将其结果通过8279显示25整个电路由超声波发射、超声波

7、接收和信号放大等电路组成，电路的个功能模块在单片机的控制下分时独立工作，形成不同的工作状态。根据实际工作过程，划分为以下几种工作状态：发射状态、检测状态、待机状态等。（1）发射状态，超声波接受电路和放大电路处于停止工作状态，单片机和发射电路处于工作状态，单片机由定时器定时，超声波发射电路如图2。（2）检测状态，超声波检测电路和放大电路处于工作状态，单片机对信号的各参数进行逻辑判断。接收放大电路如图1。图2.225第三章系统硬件设计3.1主控制部分硬件设计单片机AT89S52单片机是一块硅片上集成了各种部