单片机数字钟设计报告.docx

1、单片机数字钟设计报告中国矿业大学2011年电子设计竞赛作品设计总结报告作 品 名 称：多功能数字钟参赛队员：联系电话：摘要：本多功能数字钟采用ATMEL公司的AT89S52单片机作为核心器件，实现对整个系统的自动控制。采用DALLAS公司的DS1302实时时钟芯片作为时间信号源，实现年、月、日、时、分、秒、星期的自动计时，同时利用其内部31字节的SRAM静态寄存器，实现闹钟数据和生日提醒数据的掉电保存。采用DALLAS公司的DS18B20单总线数字温度传感器采集环境温度数据，温度转换精度可达0.0625度。显示器件采用LCD1602液晶显示屏，该显示屏单屏可显示32个字符，所有的时间及温度数据

2、均可在一屏中显示。关键字：单片机 数字钟 AT89S52 DS1302 DS18B20 LCD1602多功能数字钟设计报告一、总体要求1、基本要求：（1）可实现基本时钟功能，十进制显示小时、分和秒位。（2）可调时，可预置时间。（3）倒计时功能。（4）可定时。定时时间到发出提示（提示为声音或光等均可）。2、扩展功能：（1）时钟12小时制和24小时制之间可调节自由转换。（2）实现秒表计时功能。（3）时钟芯片的精确计时。. 二、整体介绍：本作品整体如上图，由主板，电池两部分组成。采用双路供电，电池、交流任选。交流输入不分极性，板载整流全桥，自动调整电源极性。直流输入连接6-24伏任意直流电源，有连接

3、座方便连接。时钟部分不须外界电源保持，自带后备电池，维持时钟运行。当系统整体工作时，时钟部分自动对后备电源涓流充电，保持电源容量。键盘输入部分采用矩阵键盘，预留4个空白键位，为以后系统功能拓展，对按键需求增加时准备。带有3组闹钟，断电自动保护，重新上电后闹钟不丢失。定时精度为分钟。闹钟到时会有蜂鸣器鸣响，约一分钟后自动停闹。还带有一路生日提醒，到达日期后也会有蜂鸣器鸣响。板载的实时温度测量探头可以实时测量环境温度，显示精度代0.1度，同时有上下限超温报警功能。一旦温度超过报警上限或低于报警下限，就会报警。上下限温度可自行设定。测温范围0度到99度三、操作说明主板上的显示部分液晶显示器显示的内容

4、自左向右分别是：第一行：年、月、日、星期第二行：时、分、秒，实时温度2*2矩阵键盘的左侧两列共4个按键，4个按键自上而下依次定义为：第一列：模式切换、保存闹钟、修改时间确认、闹钟换组第二列：光标左移、数字加一、数字减一、光标右移液晶显示器下方的白色按键是电源切换开关，弹起为交流供电，按下为直流供电。下面按模式介绍使用方法。（注：因为上电自动进入模式2正常显示模式，所以实际使用中模式显示的顺序与本说明不同）1、模式0：闹钟调整模式按动模式切换键至液晶屏左上角显示“alarm”，设置第一组闹钟。用光标移动键配合数字加减键设定闹钟，设定好后按保存闹钟键保存闹钟，此时液晶屏上显示“SaveAlarm”

5、，片刻后返回设置界面。按动闹钟换组键切换至下一组闹钟，按同样的步骤设置。切换时，屏幕上显示“ChangeTeam”，片刻后返回设置界面。3组闹钟可以循环切换。闹钟断电后可保存不丢失。注意：每设完一组闹钟后都需要保存，切换闹钟后上一组闹钟的数据会被覆盖。同时退出闹钟设置模式会将缓冲区内的闹钟数据全部清空。2、模式1：时间调整模式按动模式切换键至液晶屏右上角显示“adjust”，设置时间。用光标移动键配合数字加减键设定时间、日期，设定完成后，必须按修改时间确认键，确认并保存修改后的时间，否则，修改的时间数据不会被更新到时钟芯片中。3、模式2：正常显示模式上电默认进入的模式，正常显示时间、日期、温度

6、等数据4、模式4：上下限报警温度设置模式按动模式切换键至液晶屏左边显示“max_temp、min_temp”，各自对应着上限报警温度和下限报警温度。用光标移动键配合数字加减键设定，自动保存，设置完成后可直接退出。注：上下限报警温度掉电不保存。5、模式5：生日提醒模式按动模式切换键至液晶屏左上角显示“birthday”，设置生日提醒。操作同闹钟设置。生日提醒数据断电不丢失。五，功能测试1、设定好三组闹钟（时间间隔3分钟以上），分别到时后蜂鸣器报警，约一分钟后自动停止。2、用手捏住温度传感器，显示温度值上升，超过温度报警上限后蜂鸣器报警，松手后显示温度下降，低于温度报警上限后，蜂鸣器自动停止。3、

7、设定好时间、闹钟、生日提醒等数据后，切断外部电源供给（取下电池，切断220V电源），3小时后恢复供电，检查所有数据依然正确，时钟在断电期间依然在走动。七、未来功能扩展1、 画面风格显示功能选择。2、 增加EEPROM存储器，使闹钟的组数增多，保存时间不再受备份电源的限制。3、 增加无线数据传输功能，可对其他多部同型号数字钟同步统一时间、闹钟、生日提醒、温度报警设定等设定。附录一：总体电原理图附录二：程序清单#include#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcd_rs=P27;sbit lcd_r

8、w=P26;sbit lcd_enable=P25;sbit sck=P21;sbit io=P22;sbit rst=P23;sbit DQ=P20;sbit key1=P10;sbit key2=P11;sbit key3=P12;sbit key4=P13;sbit beep=P24;uchar time_data7=12,7,4,17,11,58,30;uchar write_add7=0x8c,0x8a,0x88,0x86,0x84,0x82,0x80; /对时时向里面写的地址uchar read_add7=0x8d,0x8b,0x89,0x87,0x85,0x83,0x81; /读

9、时间时向里面写的地址uchar disp14;uchar t_data7=12,7,4,17,11,58,30; /*sbit lcd_rs=P34;sbit lcd_rw=P35;sbit lcd_enable=P36;sbit sck=P24;sbit io=P25;sbit rst=P26;sbit DQ=P27;*/*/*void write_ds1302_byte(uchar dat);void write_ds1302(uchar add,uchar dat);uchar read_ds1302(uchar add);void set_rtc();void read_rtc();v

10、oid time_pros();void change_day(uchar com); /星期转换void lcd_1302_display();/*/*/延时函数，在12MHz的晶振频率下/大约50us的延时/*void delay_50us(uint t);/*/延时函数，在12MHz的晶振频率下/大约50ms的延时/*void delay_50ms(uint t);/*/*void lcd_delay(uint z);void lcd_com(uchar com); /写指令void lcd_dat(uchar dat); /写数据void lcd_inital(); /液晶初始化voi

11、d lcd_com_dat(uchar com,uchar dat);void lcd_com_string(uchar com,uchar dat);/*/*void init_ds18b20(void);void b1820_delay(uint t);void write_byte(uchar dat);uchar read_byte(void);uint readtemperature(void);void change_temperature();/*/*void key_change_time();/*/*void main() lcd_inital(); while(1) key

12、_change_time(); /时间调节 delay_50us(20); lcd_1302_display(); /时间显示 change_temperature(); /温度显示 /*/*void delay_50us(uint t) uchar j; for(;t0;t-) for(j=19;j0;j-);void delay_50ms(uint t) uint j; for(;t0;t-) for(j=6245;j0;j-);void lcd_com(uchar com) /写指令 lcd_rs=0; lcd_rw=0; P0=com; lcd_enable=1; lcd_delay(

13、1); lcd_enable=0; void lcd_dat(uchar dat) /写数据 lcd_rs=1; lcd_rw=0; P0=dat; lcd_enable=1; lcd_delay(1); lcd_enable=0;void lcd_inital() / 初始化程序 lcd_rs=0; lcd_rw=0; lcd_com(0x38); lcd_com(0x01); lcd_delay(5); lcd_com(0x0c); /不显示光标 void lcd_delay(uint z) /延时函数 uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);

14、void lcd_com_dat(uchar com,uchar dat) /在液晶的某一位置写某个数 lcd_com(0x80+com); lcd_delay(5); if(dat=A&dat=a&dat=z) lcd_dat(dat); else lcd_dat(0x30+dat); void lcd_com_string(uchar com,uchar dat) /在某个位置写字符串 uchar a; lcd_com(0x80+com); lcd_delay(5); for(a=0;a3;a+) lcd_dat(data); lcd_delay(5); /*/*/1302实时时钟部分vo

15、id write_ds1302_byte(uchar dat) /用时钟写一个字节 uchar i; for(i=0;i1; sck=1; void write_ds1302(uchar add,uchar dat) /随机写入数据 rst=0; _nop_(); sck=0; _nop_(); rst=1; _nop_(); write_ds1302_byte(add); write_ds1302_byte(dat); rst=0; _nop_(); io=1; sck=1;uchar read_ds1302(uchar add) /随机读出一个数据 uchar i,value; rst=0

16、; _nop_(); sck=0; _nop_(); rst=1; _nop_(); write_ds1302_byte(add); for(i=0;i1; sck=0; if(io) value=value|0x80; sck=1; rst=0; _nop_(); sck=0; _nop_(); sck=1; io=1; return value;void set_rtc() /对1302进行对时 uchar time_data7=12,7,4,17,11,58,30; /年周月日时分秒 uchar i,j; for(i=0;i7;i+) j=time_datai/10; time_data

17、i=time_datai%10; time_datai=time_datai+j*16; write_ds1302(0x8e,0x00); /去除写保护 for(i=0;i7;i+) write_ds1302(write_addi,time_datai); write_ds1302(0x8e,0x80); /加写保护 void read_rtc(void) /读出当前时间 uchar i; for(i=0;i7;i+) time_datai=read_ds1302(read_addi); void time_pros(void) /显示时分秒 disp0=time_data6%16; /秒 d

18、isp1=time_data6/16; disp2=time_data5%16; /分 disp3=time_data5/16; disp4=time_data4%16; /时 disp5=time_data4/16; disp6=time_data3%16; /日 disp7=time_data3/16; disp8=time_data2%16; /月 disp9=time_data2/16; disp10=time_data1%16; /周 disp11=time_data1/16; disp12=time_data0%16; /年 disp13=time_data0/16;void ch

19、ange_day(uchar com) /写星期进去 switch(disp10) case 1: lcd_com_string(com,MON);break; case 2: lcd_com_string(com,TUE);break; case 3: lcd_com_string(com,WED);break; case 4: lcd_com_string(com,THU);break; case 5: lcd_com_string(com,FRI);break; case 6: lcd_com_string(com,SAT);break; case 7: lcd_com_string(c

20、om,SUN);break; void lcd_1302_display() rst=1; read_rtc(); /读时间 rst=0; time_pros(); /处理时间 lcd_com_dat(0x01+2,2); lcd_com_dat(0x02+2,0); lcd_com_dat(0x03+2,disp13); /年十位 lcd_com_dat(0x04+2,disp12); /年个位 lcd_com_dat(0x05+2,0x2d-0x30); lcd_com_dat(0x06+2,disp9); /月十位 lcd_com_dat(0x07+2,disp8); /月个位 lcd_

21、com_dat(0x08+2,0x2d-0x30); change_day(0x0d); /周 lcd_com_dat(0x09+2,disp7); /日十位 lcd_com_dat(0x0a+2,disp6); /日个位 lcd_com_dat(0x48,disp0); /秒个位 lcd_com_dat(0x47,disp1); /秒十位 lcd_com_dat(0x46,0x3a-0x30); lcd_com_dat(0x45,disp2); /分个位 lcd_com_dat(0x44,disp3); /分时位 lcd_com_dat(0x43,0x3a-0x30); lcd_com_da

22、t(0x42,disp4); /时个位 lcd_com_dat(0x41,disp5); /时十位 /*/*/温度部分void b1820_delay(uint t) while(t-); void init_ds18b20(void) /对ds18b20进行初始化 uchar n; DQ=1; b1820_delay(8); DQ=0; b1820_delay(80); DQ=1; b1820_delay(8); n=DQ; b1820_delay(4);void write_byte(uchar dat) /对ds18b20写一个字节 uchar i; for(i=0;i=1; b1820

23、_delay(4);uchar read_byte(void) /对ds18b20读一个字节 uchar i,value; for(i=0;i=1; DQ=1; if(DQ) value|=0x80; b1820_delay(4); return value;uint readtemperature(void) /返回的一个16位的数 uint a,c,b; init_ds18b20(); write_byte(0xcc); /跳过ROM write_byte(0x44); /启动温度测量 b1820_delay(300); init_ds18b20(); write_byte(0xcc);

24、write_byte(0xbe); a=read_byte(); /读低8位 b=read_byte(); /读第二个8位 c=b*256+a; return c;void change_temperature() uint temp; uchar tp; temp=readtemperature()3; /readtemperature()/256; tp=temp&0x01; if(tp=1) /显示小数 lcd_com_dat(0x4d,5); else lcd_com_dat(0x4d,0); temp=readtemperature()4; /显示整数部分 lcd_com_dat(0x4a,temp/10%10); lcd_com_dat(0x4b,temp%10); lcd_com_dat(0x4c,0x2e-0x30); lcd_com_dat(0x4e,0xdf-0x30); lcd_com_dat(0x4f,C);/*/*void key_chan