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单片机电子钟,毕业设计
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内 容 摘 要
电子时钟是一种非常广泛日常计时工具,给人们的带来了很大的方便,在
社会上越来越流行。 它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时,采用直观的
数字显示,可以同时显示年月日时分秒和温度等信息,还有时间校准等功能。
该电子时钟主要采用STC89C52单片机作为主控核心,用DS1302时钟芯片作
为时钟、液晶12864显示屏显示。STC89C52单片机是由深圳宏晶科技公司推
出的,功耗小,电压可选用4~6V电压供电;DS1302时钟芯片是美国DALLAS
公司推出的具有细电流充电功能的低功耗实时时钟芯片,它可以对年、月、日、
星期、时、分、秒进行计时,还具有闰年补偿等多种功能,而且DS1302的使用
寿命长,误差小;数字显示是采用的12864液晶显示屏来显示,可以同时显示年、
月、日、星期、时、分、秒和温度等信息。此外,该电子时钟还具有时间校准
等功能。
关键词:
单片机 STC89C52 时钟芯片 DS1302 液晶 12864 温度
基于单片机 STC 数字式时钟的设计
一、 绪论
1
随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快,对时间的要求越来越高,精准数字计时
的消费需求也是越来越多。
二十一世纪的今天,最具代表性的计时产品就是电子万年历,它是近代世界钟表业界
的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明,相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时
差从分级缩小到秒级,代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。第二次革命是
石英晶体振荡器的应用,发明了走时精度更高的石英电子钟表,使钟表的走时和月差从分
级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用(电子万年历),使计时产品
的走时日差从分级缩小到 1/600 万秒,从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟
悉的夜光数字显示方式,直观明了,并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属
信息的显示功能,它更符合消费者的生活需求!因此,电子万年历的出现带来了钟表计时
业界跨跃性的进步。
我国生产的电子万年历有很多种,总体上来说以研究多功能电子万年历为主,使万年
历除了原有的显示时间,日期等基本功能外,还具有闹铃,报警等功能。商家生产的电子
万年历更从质量,价格,实用上考虑,不断的改进电子万年历的设计,使其更加的具有市
场。
除了采用集成化的时钟芯片外,还有采用 MCU 的方案,利用 STC89 系列单片微机制
成万年历电路,采用软件和硬件结合的方法,控制 LED 数码管输出,分别用来显示年、月、
日、时、分、秒,其最大特点是:硬件电路简单,安装方便易于实现,软件设计独特,可靠。
STC89C52 是由深圳宏晶科技公司推出的一种小型单片机。其主要特点为采用 Flash 存贮
器技术,降低了制造成本,其软件、硬件与 MCS-51 完全兼容,可以很快被广大用户接受。
本文介绍了基于 STC89C52 单片机设计的电子时钟。可以同时显示年、月、日、星期、
时、分、秒和温度等信息,还具有时间校准等功能。
二、设计要求与方案论证
(一) 设计要求:
基本要求
A. 具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能;
B. 具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能;
C. 具备温度显示功能;
(二) 方案选择
1.单片机芯片的选择
STC89C52 单片机的主要特性如下:
与 MCS-51 产品指令系统完全兼容
4K 字节的在线编程 Flash 存储器,1000 次擦写周期
4.0~5.5V 的工作电压范围
全静态工作模式:0~33MHz
三级程序存储器锁
128×8 字节内部 RAM
32 个可编程 I/O 口线
2 个 16 位定时/计数器
6 个中断源
2
全双工串行 UART 通道
低功耗空闲和掉电模式
中断可从空闲模式唤醒系统
看门狗(WDT)及双数据指针
掉电标识和快速编程特性
具有掉电状态下的中断恢复功能
灵活的在系统编程(ISP 字节或页写模式)
由于 STC89C52 单片机片内有 4K 字节的在线编程 Flash 存储器,可以擦写 1000 次,
具有掉电模式,而且具有掉电状态下的中断恢复功能,对设计开发非常实用。所以选用
STC89C52 单片机作为电子时钟芯片的控制单片机。
2.显示模块选择
在本万年历当中12864 液晶显示当前的实时时间重要的阴阳历节日等功能。
12864 液晶具有如下的特性:
■ 提供8 位,4 位并行接口及串行接口可选
■ 并行接口适配M6800 时序
■ 自动电源启动复位功能
■ 内部自建振荡源[1]
3.时钟芯片选择
采用 DS1302 时钟芯片实现时钟,DS1302 芯片是一种高性能的时钟芯片,可自动对
秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数,而且精度高,位的 RAM 做为数
据暂存区,工作电压 2.5V~5.5V 范围内,2.5V 时耗电小于 300nA。
4.温度传感器的选择
在本电子时钟当中温度的采集采用数字温度传感器 DS18B20。它属于单总线器件,具
有线路简单,体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统,具有线路简单,在一根通信
线,可以挂很多这样的数字温度计,十分方便。另外,数字式温度传感器还具有测量精度
高、测量范围广等优点。
具有如下的经济特点:
(1)只要求一个端口即可实现通信。
(2)在DS18B20 中的每个器件上都有独一无二的序列号。
(3)实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
(4)测量温度范围在-55。C 到+125。C 之间。
(5)数字温度计的分辨率用户可以从9 位到12 位选择。
(6)内部有温度上、下限告警设置。
电路设计方案最终确定
综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用STC89C52 作为主控制系统; DS1302
提供时钟;数字式温度传感器;液晶12864作为显示。[3]
3
三、系统的硬件设计与实现
(一)
蜂鸣报警模
块
3.2 系统硬件概述
图-1电路设计框图
本电路是由STC89C52 单片机为控制核心,具有操作简单的优点;时钟电路由
DS1302提供,它是一种高性能、低功耗、带RAM 的实时时钟电路,它可以对年、月、日、
周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为2.5V~5.5V。采用三线接口
与CPU 进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM 数据。
DS1302 内部有一个31*8 的用于临时性存放数据的RAM 寄存器。可产生年、月、日、
周日、时、分、秒,具有使用寿命长,精度高和低功耗等特点,同时具有掉电自动保存功
能;温度的采集由DS18B20构成。
(二) 主要单元电路的设计
1 、单片机主控制模块的设计
本系统采用的是深圳宏晶科技公司生产的 STC89C52 单片机,首先我们来熟悉一下
STC89C52 单片机的外部引脚和内部结构。
(1).单片机的引脚功能
STC89C52 单片机有 40 个引脚。
Vcc:电源电压+5V
GND:接地
P0 口:P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口,也即地址/数据总线复用口。作
为输出口用时,每位能驱动 8 个 TTL 逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低 8 位)和数据总
线服用,在访问期间激活内部上拉电阻。
在 Flash 编程时,P0 口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时要求
4
STC89C52
主控制模 块
DS1302 时钟模块
液晶 12864 显示
模块
温度采集模块
键盘模块
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