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基于单片机的电子时钟和显示屏的设计-学位论文.doc
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基于单片机的电子时钟和显示屏的设计-学位论文.doc
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1 方案设计 ..................................................................................................
1.1 单片机电子时钟的背景 ................................................................1
1.2 电子时钟的意义 ............................................................................1
1.3 电子时钟的工作原理及其具体实现 ...........................................1
1.4 设计任务 .......................................................................................2
2 电路方案设计 ........................................................................................3
2.1 模块一电路图 ...............................................................................3
2.2 模块二电路图 ...............................................................................3
2.3 模块三电路图 ...............................................................................4
2.4 总电路图 .......................................................................................4
3 程序设计 .................................................................................................5
3.1 主程序流程图 ...............................................................................5
3.2 模块一 DS1302 流程图.................................................................6
3.3 模块二 12864LCD 流程图 ............................................................8
3.4 模块三 DS18B20 流程图 .............................................................7
3.5 源程序 ...........................................................................................7
4 仿真与调试 ............................................................................................7
总结语 ........................................................................................................7
参考文献 ....................................................................................................7
1
1 方案设计
1.1 单片机电子时钟的背景
随着电子技术和计算机技术的迅速发展,单片机已经在工业过程控制、智能
仪表、计算机集成控制、人工智能、通信设备的智能化以及家电的智能化等方面
得到广泛的应用。以单片机和微控制器为核心仍然是当今实现智能化技术的主流。
随着单片机技术广泛地应用与人们生活的各个方面,一些人们经常使用的产品大
多数是基于单片机研发的,如电子时钟。
钟表从原来的沙漏计时和机械打点塔钟等演变到如今的电池驱动钟、交流钟、
指针式石英电子钟表和数字式石英电子钟表,并且钟表的准确度越来越高了。随
着人们的时间观念逐渐地增强,时钟在我们人类的世界里扮演着一个非常重要的
角色,几乎出现在我们生活的各个角落里,并且人们几乎离不开它了。如今的时
钟的功能更加全面,与机械时钟相比具有更高的正确性和直观性,且无机械装置,
具有更长的寿命,因此广泛地应用于人类正常生活中,得到人们的关注和研发。
1.2 电子时钟的意义
电子时钟采用数字电路实现对时、分、秒和数字显示的计时装置,广泛使用
于个人家庭、车站、机场等公共场所,成为人们日常生活中不可缺少的必需品,
给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路的发展
和石英晶体振荡器的广泛应用,使得电子时钟的精度、稳定性大幅度提高。现在
的钟表的功能越来越强,具有定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、
定时广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的
自动启用等,因此,研究数字时钟及其扩展,有着重大意义。
1.3 电子时钟的工作原理及其具体实现
电子时钟的工作原理是采用单片机最小系统,用 DS1302 时钟芯片和
12864LCD 液晶显示屏芯片以及 DS18B20 温度传感器分别进行寄存相关信
息、显示年月日时分秒和采取温度,用四个键分别实现选择调整对象为、增加调
节对象的数值、减少调节对象的数值和调整确定,采用 24 小时制、定时器 0 中
断和外部中断 0,从而实现可调式中文电子日历、温度及整点报时功能。
采用定时器 0 中断,定时 50ms,其中断服务程序的功能是将时间和日期显
示到 LCD 上。每 1s 时间,刷新液晶显示屏上的秒钟数值;每 60s 时间,刷新
2
显示屏的分钟数值;每 60min 时间,刷新显示屏的小时数值;每 24h 时间,刷
新显示屏的日期;星期是通过年月日进行调整;温度是通过温度传感器芯片
DS18B20 进行调整;时钟每次到整点时,通过蜂鸣器进行整点报时。采用外部
中断 0 实现时钟的调整,将四个键通过“与门”连接单片机 P3^2 端口,从而通
过键产生外部中断信号。当要调整日期时间的时候,首先要按 K1 键来选择调整
对象,否则按其他键不会进行时间调整,然后可以按 K2 和 K3 键对日期时间进
行加减调整,最后按 K4 键可以将改动的日期时间重新显示到 LCD 上。并且每
次按下键后,都会通过蜂鸣器发出按键声音。
1.4 设计任务
(1)可调式中文电子日历的硬件和软件设计;
(2)画出程序流程图;
(3)编写代码;
(4)程序分析与调试;
3
2 电路方案设计
2.1 模块一电路图
该模块主要通过 DS1302 时钟芯片实现计算秒、分、时、星期、日、月、
年的信息,且具有闰年补偿的功能,其在 proteus 中的电路图如图 2.1.1 所示。
图 2.1.1 记录年月日秒分时星期的电路图
2.2 模块二电路图
该模块主要通过 12864LCD 实现中文电子日历功能,其在 proteus 中的电
路图如图 2.2.1 所示
图 2.2.1 显示时间电路图
4
2.3 模块三电路图
该模块主要通过 DS18B20 温度传感芯片、四个键以及蜂鸣器实现温度采
集,时间调节和闹钟等功能。
图 2.3.1 时间调整电路图
2.4 总电路图
如图 2.4.1 所示。
图 2.4.1 总体硬件电路图
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