电子时钟设计报告(2).docx

电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第1页。电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第1页。电子时钟设计报告 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第1页。 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第1页。 1 设计任务与要求 1.1 设计任务 用STM32设计一个数字电子钟，采用LCD12864来显示并修改，时间或闹铃。 1.2 设计要求 1）显示功能：可显示时间等基本功能。 2）具有闹铃功能。 3）按键改变时间。 4）按键改变闹铃。 5）温度的显示。 2 方案设计与论证 整个系统用stm32单片机作为中央控制器，由单片机执行采集内部RTC值，时钟信号通过单片机I/O口传给TFT彩屏，单片机模块控制驱动模块驱动显示模块，通过显示模块来实现信号的输出。系统设有按键模块用于对时间进行调整及扩展多个小键盘。 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第2页。电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第2页。2.1 显示电路 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第2页。 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第2页。 方案一 ：TFT彩屏。显示质量高，没有电磁辐射，可视面积大，应用范围广，画面效果好，数字式接口，"身材"匀称小巧，功耗小。 方案二：数码管动态显示。动态显示，即各位数码管轮流点亮，对于显示器各位数码管，每隔一段延时时间循环点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但须保证扫描速度足够快，人的视觉暂留功能才可察觉不到字符闪烁。显示器的亮度与导通电流、点亮时间及间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。 从节省单片机芯片I/O口和降低能耗角度出发，本数字电子钟数码管显示选择设计采用方案一，既TFT彩屏显示。 2.2 电源电路 本数字电子钟设计所需电源电压为直流、电压值大小5V的电压源直接用mini USB通过电脑USB接口供电。 2.3 按键电路 本数字电子钟设计所需按键用于进行显示时间的调整与设置扩展的小键盘。 单片机芯片4个I/O口可与按键直接相连，通过编程，单片机芯片即可控制按键接口电平的高低，即按键的开与关，以达到用按键进行显示时间的调整与设置扩展的小键盘的设计要求。 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第3页。电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第3页。2.4 RTC时钟 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第3页。 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第3页。 Stm32自带RTC模块，实时时钟是一个独立的定时器。RTC模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期RTC模块和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)处于后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后，RTC的设置和时间维持不变。系统复位后，对后备寄存器和RTC的访问被禁止，这是为了防止对后备区域(BKP)的意外写操作。在RTC预分频器余数寄存器(RTC_DIVH / RTC_DIVL)赋值可改变时间，在RTC闹钟寄存器(RTC_ALRH/RTC_ALRL)中改变闹铃时间。 2.5 TFT 彩屏显示电路 数字电子钟设计的显示模块用一个TFT彩屏来实现。 2.6 温度传感器模块 DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 技术性能描述： 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第4页。电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第4页。 测温范围 －55 ～+125 ，固有测温误差（注意，不是分辨率，这里之前是错误的）0.5 。 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第4页。 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第4页。 支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。 工作电源: 3~5V/DC （可以数据线寄生电源） 在使用中不需要任何外围元件。 3 硬件电路设计 图1 stm32f103引脚图 电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第5页。电子时钟设计报告(2)全文共9页，当前为第5页。 电子时钟设计报告(2)全文共9页 该电子时钟设计报告主要基于STM32微控制器，涵盖了设计任务、方案设计与论证、硬件电路设计等多个方面。以下是具体的知识点： 1. **设计任务**： - 使用STM32开发一个数字电子钟，核心功能包括显示时间、设置闹钟以及显示温度。 - 显示部分要求能够通过LCD12864或TFT彩屏进行显示，并能通过按键进行时间和闹钟的修改。 2. **设计要求**： - 显示时间和其他基本信息。 - 实现闹钟功能。 - 使用按键调整时间。 - 使用按键修改闹钟设置。 - 显示环境温度。 3. **方案设计与论证**： - **显示电路**：选择了TFT彩屏，因为其高质量显示、无辐射、大可视面积和低功耗优势。 - **电源电路**：使用5V直流电源，可通过mini USB接口连接电脑供电。 - **按键电路**：4个I/O口连接按键，用于时间调整和扩展小键盘操作。 - **RTC时钟**：STM32内置RTC模块，可提供时钟日历功能，RTC设置不受系统复位影响，且通过RTC预分频器和闹钟寄存器可以设置时间与闹钟。 - **TFT彩屏显示电路**：采用TFT彩屏作为显示模块。 - **温度传感器模块**：使用DS18B20数字温度传感器，具备单线接口、宽温范围(-55℃到+125℃)、高精度(±0.5℃)和多点组网能力。 4. **硬件电路设计**： - 包括STM32F103的引脚分配，指示灯与复位电路，稳压和变压器电路，以及晶振电路。 - 电路设计中考虑了电源稳定性、信号传输效率以及传感器的接口兼容性。 5. **软件设计**： - 软件开发可能涉及STM32库函数、RTC模块、串行通信、延时函数、LED控制、按键处理、中断服务、看门狗、定时器、液晶显示、RTC时间管理、唤醒功能、ADC转换以及DMA传输等功能。 这个设计综合运用了嵌入式系统、微控制器编程、硬件电路设计和传感器应用等多个领域的知识，是电子工程领域一个典型的项目案例。通过这样的设计，可以学习到STM32的使用方法，以及如何将不同组件集成到一个完整的系统中。