基于单片机的多功能电子时钟毕业设计.pdf

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题目：

基于单片机的多功能电子时钟设计基于单片机的多功能电子时钟设计姓姓名名李李浩浩学学号号310908040315院院（系）（系）电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院专专业业电子信息科学与技术电子信息科学与技术指导教师指导教师_王王帅帅_2013年5月28日摘摘要要时代的发展，生活节奏的加快，人们的时间观念愈来愈强；随自动化、智能化技术的发展，机电产品的智能度愈来愈高，用到时间提示、定时控制的地方也会愈来愈多，因此，设计开发数字时钟具有良好的应用前景。

本文研究的电子时钟系统用STC89C52单片机控制，以DS1302时钟芯片计时、DS18B20采集温度、12864液晶屏显示。

系统主要由单片机控制、液晶显示以及按键三部分组成。

本文阐述了系统的硬件工作原理，所应用的各个接口模块的功能以及其工作过程，论证了设计方案理论的可行性。

系统程序采用C语言编写,经Keil软件进行调试完成后，对焊接板进行调试，可以实现当前时间和实时温度并具有时间校正、闹钟、正点提醒等附加功能。

结果表明此多功能电子时钟实现后具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁等诸多优点。

并能充分运用单片机原理，C语言等所学知识，动手能力得到加强。

关键词：

电子时钟;液晶;单片机AbstractAbstractWiththedevelopmentofTheTimesandtheacceleratingrhythmoflife,theconceptoftimebecomesmoreandmorestrong.Alongwiththedevelopmentoftheautomationandintelligenttechnology,mechanicalandelectricalproductshavebeenincreasinglyhighintelligentdegree.Useingthetimetips,timingcontroloftheplacealsowillmoreandmore.Therefore,todesignanddevelopdigitalclockhasagoodapplicationprospect.Intheelectronicclocksystem,theSTC89C52isusedtocontrol,withtheDS1302clockchiptiming,DS18B20collectingtemperature,12864LCDDisplaying.Thesystemiscomposedofthreemodules：

theMCUcontrol,thedisplayandthepush-button.Thispaperdescribesthehardwareworks,thefunctionsofeachinterfacemoduleanditsworkingprocess,demonstratesdesigntheoryisFeasibility.Clanguageisusedtoprogram,afterdebuggingintheKeilsoftware,thendebugingintheWeldedplate.Theelectronicclockcandisplaypresenttime,currenttemperature,andhascalibrationfeaturesandfunctionalitywithalarmclock,thewholepointtimekeeping,hightemperaturealarm.Theresultsshowthatthiselectronicclockiseasytoread,intuitivedisplay,versatile,simplecircuits,andmanyotheradvantagesandcanmakefulluseofwhatIlearnedinthecompus.Keywords:

electronicclock;LCD;MCU1目录1绪论.11.1系统的开发意义.11.2本课题主要的研究工作.11.3本章小结.22系统功能及操作.12.1系统总体功能.12.2系统操作介绍.12.3本章小节.23系统的硬件设计与实现.33.1系统硬件设计及组成.33.2系统硬件概述.33.3主要单元电路的设计.43.3.1单片机主控制模块的设计.43.3.2时钟电路模块的设计.43.3.3温度传感器电路设计.73.3.4键盘接口模块.93.3.5显示模块的设计.93.3.6闹铃和整点提醒提醒模块.113.4本章小结.124软件设计.134.1引言.134.2软件的总体设计.134.2.1主程序流程图.134.2.2液晶显示及流程图.144.2.3温度读取及流程图.174.2.4DS1302时钟程序流程图.204.2.5闹钟和整点提醒函数流程图.224.2.6农历计算.224.2.7星期计算.254.3程序的设计.264.3.1DS18B20测温程序.264.3.2DS1302读写程序.294.3.312864液晶显示程序.314.3.4闹钟和整点提醒程序.334.4本章小结.355系统调试.365.1功能调试.365.1.1程序调试.365.2.2焊接板调试.375.2调试结果.395.3本章小结.406总结与展望.412致谢.42参考文献.43附录1：

系统原理图.44附录2：

主函数程序.45河南理工大学毕业设计（论文）说明书11绪论绪论1.1系统的开发意义在当代繁忙的工作与生活中，时间与我们每一个人都有非常密切的关系，每个人都受到时间的影响。

为了更好的利用我们自己的时间，我们必须对时间有一个度量，因此产生了钟表。

钟表的发展是非常迅速的，从刚开始的机械式钟表到现在普遍用到的数字式钟表，即使现在钟表千奇百怪，但是它们都只是完成一种功能计时功能，只是工作原理不同而已。

随着微电子技术的高速发展，人类用于计时的工具也在不断发展更新，单片机技术的出现使得电子时钟有了新的发展方向。

单片机以其体积小、功耗低、功能全、性价比高等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理等各种测控领域的应用中都有重要地位，单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。

用最少的芯片就能实现最大的功能，这是将来电子产品的主流方向，必有广阔的市场空间。

以基于单片机的电子时钟作为设计的课题，因为它有很好的开放性和可发挥性，不仅考察了对单片机的掌握能力而且强调了对单片机扩展的应用。

另外液晶显示的电子时钟已经越来越流行，特别适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等地方使用，它具有显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视等功能，并且还可以扩展出其它多种功能。

所以，电子时钟作为设计课题很有价值。

1.2本课题主要的研究工作本论文主要研究基于单片机的电子时钟设计。

当程序执行后，LCD显示欢迎界面后，显示即时时间、星期、温度、日期等信息。

设置6个操作键：

K1：

功能键键；K2：

返回键；K3：

加一键、K4：

减一键、K5：

闹钟开关、K6：

提醒开关。

本设计的主要内容：

1、掌握单片机的使用，熟悉电子时钟各模块的工作原理；2、选择适当的芯片和元器件，确定系统电路，绘制电路原理图，尤其是各接口电路；3、熟悉单片机的C语言的编程规则，编写相应模块的应用程序；4、进行功能的调试，在焊接板上进行调试。

电子时钟实现以下四个功能：

河南理工大学毕业设计（论文）说明书21、具有显示日期、星期、时间等功能；2、具备日期、时间校准功能；3、具有闹钟和整点提醒功能；4、具有显示温度；1.3本章小结本章是论文的绪论部分，着重介绍了电子时钟的研究意义以及研究内容及实现功能。

河南理工大学毕业设计（论文）说明书12系统功能及操作系统功能及操作2.1系统总体功能系统基本功能具有时间、日期的显示功能，并可以对时间、日期进行校正，有操作提示音。

利用DS1302芯片进行时间的记录，能够提高精度。

此外还扩展了实时显示温度显示；具有闹钟和整点提醒的功能；星期以及农历的现实。

显示采用LCD12864进行显示

（1）正常界面显示格式：

第一行16*16点阵：

闹钟标志：

当闹钟开关打开时显示闹钟标志；阳历日期；星期第二行32*32点阵：

两行共同显示实时时间（由LCD12864的绘图功能实现）第三行16*16点阵：

阴历日期；温度符号和实时温度调整界面显示格式

（2）第一行16*16点阵：

阳历日期的调整第二行16*16点阵：

时间的调整第三行16*16点阵：

闹钟的调整第四行16*16点阵：

当前调整状态的显示2.2系统操作介绍

（1）接通电源后显示“欢迎使用多功能电子时钟”，之后“滴”一声，进入正常显示。

（2）K1键为功能按键，第一次按下K1键，进入调整界面，第二次按下K1键为调整年份状态，并在调整界面显示调整状态为“阳历年份”，接下来每次按下K1键，都在调整界面第四行显示当前调整状态；（3）K2键为返回按键，第一次按下K1确认调整信息，当第二次按下K1键返回正常显示；（4）K3为加一键，在调整界面状态下对相应调整状态数据加一；K4为减一键，在调整界面状态下对相应调整状态数据减一；（5）K5键为闹钟开关按键，当按下时闹钟功能打开，液晶界面左上角显示河南理工大学毕业设计（论文）说明书2一个16*16的闹钟图标，当按键弹起时闹钟功能关闭，图标消失；K6为整点提醒按键开关，按键按下整点提醒功能开，弹起时功能关闭。

（6）闹钟开关打开，闹钟时间到“滴滴”提醒一分钟，LCD显示“温馨提醒闹钟时间”，提醒期间可通过闹钟开关关闭提醒。

整点提醒开关打开，整点时间，“滴滴”几声提醒。

2.3本章小节本章主要对本系统的功能进行了说明，同时对设计的系统显示情况及操作说明做了详细介绍。

河南理工大学毕业设计（论文）说明书33系统的硬件设计与实现系统的硬件设计与实现3.1系统硬件设计及组成按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、温度模块、键盘接口模块、显示模块和闹铃模块共6个模块组成，电路系统构成框图如图3-1所示。

主控芯片使用STC89C54，时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片DS1302，温度模块采用美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20，DS1302作为主要计时芯片，可以做到计时准确。

更重要的是，DS1302可以在很小电流的后备（2.55.5V电源，在2.5V时耗电小于300nA）下继续计时。

其软硬件设计简单，可广泛应用于长时间连续显示的系统中。

图3-1多功能电子时钟系统设计硬件框图为使时钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的，键盘模块用来校正液晶上显示的时间和闹钟的设定；温度传感器则用来检测当前的环境温度；STC89C52单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作；而系统的时间、日期、温度等数据则最终通过液晶模块显示出来。

3.2系统硬件概述本电路是以STC89C52单片机为控制核心，该芯片具有在线编程功能，系统的灵活性大大增加了功耗低，能在3.3V的超低压下工作；时钟芯片采用DS1302，它是一款高STC89C52DS1302时钟电路温度采集键盘接口电路液晶显