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基于51系列单片机的电子时钟设计与制作.doc
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2022-12-02
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基于51系列单片机的电子时钟设计与制作.doc
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摘要
本论文基于单片机原理技术介绍了一款于STC89C52RC芯片作为核心控制器的单片机数
字液晶显示多功能电子钟的设计与制作,原理图仿真实现、软件程序编辑的实现.包括硬件
电路原理的实现方案设计、硬件实物的安装制作与硬件实物的调试过程。日历时钟的信息
来源于DALLDS 公司推出的低功耗时钟芯片DS1302,时钟芯片与单片机通过I2C总线协议进
行通信,DS18B20温度传感器可以检测环境中的实时温度,先进的单总线数据通信和单片机
进行数据传输。显示部分利用LCD1602显示,加上按键的人机交换界面可以随时对时间进行
调整,另外用了比较成熟的TDA2822芯片作为功放做了个小音响,加上外部的包装,外观可
谓是美轮美奂, 小巧玲珑。
关键词:单片机;DS18b20;DS1302;LCD1602;TDA2822 功放。

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第一章基于 51 系列单片机的电子时钟设计与制作(含功放电路)的概述- 1 -
1:设计任务与要求- 1 -
2:方案设计选择- 1 -
3 系统主要方框图- 2 -
第二章硬件单元电路设计与参数计算- 3 -
第三章 1:电源电路- 3 -
2:单片机最小系统电路- 4 -
3:按键电路- 5 -
4:温度电路- 5 -
5:时钟电路- 6 -
6:LCD1602 显示电路- 7 -
7:TDA2822 功放电路- 8 -
8:软件设计流程图- 9 -
9:总原理图- 10 -
10:PCB 制板图- 11 -
11:整体电路仿真图- 12 -
第三章性能测试与分析- 13 -
1:整体测试- 13 -
2: 各部分电路测试- 13 -
3:元件清单- 14 -
第四章心得体会- 14 -

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第一章 基于 51 系列单片机的电子时钟设计与制作(含功放电路)
的概述
1:设计任务与要求
(1)、演示作品时能准确显示时钟日历(年月日时分秒),并且可以设置时分秒,年月日星
期等,并显示清晰、稳定,并且功放电路效果较好;发挥部分可以有温度显示
(2)、上述两项功能模块电路,电路板上都必须具有,电路图设计标准、完全;
(3)、元器件安装规,焊接到位,外观优美;
(4)、其它扩展功能,同学自由发挥,可另外加分。
2:方案设计选择
根据上述设计要求,结合现有元件,利用集成芯片完成具有以上功能的电路。
1:由于需要准确显示时钟日历(年月日时分秒),这里对于显示的选择比较:
(1):数码管显示,优点价格便宜,但是不能显示复杂的英文,显示出来很大,布线不
易,不美观。
(2):LCD1602,价格适中,可以显示复杂的英文,功耗不大,外观较小,计较符合
(3):LCD12864,彩屏,如果用这些,可以显示中文,还用一些图片,但是价格较高,
秉着合理利用的原则,不大材小用,决定放弃。
2:由于需要准确显示时钟日历(年月日时分秒),这里对应时钟的选择作出比较:
(1):可以利用单片机自己自带的定时器精确定时,在通过软件控制,这样就减少了硬
件的成本,但是这样需要晶振绝对的稳定,而且掉电数据不保存,还没有年月星期的自动调整
功能,对程序的要求很高,不易控制.
(2):DS1302 它可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时,且具有闰年补
偿等多种功能。不必在程序上做太多的处理,与单片机的接口简单,掉电有备用电池用
来供电保存数据。所以非常适合要求
3:温度检测的选择
(1):热敏电阻可以随着温度的变化电阻也发生变化,但是要想读出现在的温度,那么
还必须加上 AD 转换电路,对 AD 转换过来的数据还要进行处理,处理过程是一项非常繁琐的

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工作,这样就增加了研发的难度和时间,很没有必要把简单的东西复杂化。
(2):相比热敏电阻,DS18B20 的优点可谓是多多,首先它的硬件电路非常简单,与单
片机之间的数据传输只用了一条线。测温围 -55℃~+125℃,固有测温分辨率 0.5℃。
具有耐磨耐碰,体积小,工作电源: 3~5V/DC。非常适合要求。
4:功放部分的选择
(1):LM386 是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压
围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器,但是它的不能连接两个喇叭,
也就是没有立体声功能。这个芯片是早期的,技术上相对落后。不宜选择。
(2):TDA2822 一般的集成功放电路外围元件较多且需要较大的散热器。本文介绍的功
放电路简单,自制方便。TDA2822 集成功放电路常用在随身听、便携式的 DVD 等音频放音用;
功率不是很大但以可以满足您的听觉要求了,且有电路简单、音质好、电压围宽等特点,是
业余制作小功放的较佳选择。主要是它可以用 5V 单电源带起,做出来的声音也不错。所以
选择。
5:单片机的选型
(1):DSP(digital signal processor)是一种独特的微处理器,是以数字信号
来处理大量信息的器件。它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千
万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯
片。它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。但是对于我们
来说,一个是它需要你熟悉它,会运用,这个我们还没有达到。就算我们会用,在一
个问题是价格贵,买不起,封装不是 DIP 的,不易实验,所以又是大材小用,很没有
必要选择这么高级的。
(2)AT89S82 是一款非常流行的单片机了,很适合我们的任务所需,但是他的下载电
路并不是那么的简单,再说这个是国外生产的,何必用呢?
(3)STC89C52RC 是非常值得推荐的,STC 是在的一家 8051 单片机设计生产公司。
STC 系列的单片机现在在中国的 51 单片机市场上占有较大比例。宏晶科技现已成长为
全球最大的 8051 单片机设计公司,完完全全的中国制造,它是 AT89S52 的增强版本,
技术成熟,运用稳定,下载电路非常方便,很适合我们选择用
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