光控数字温度时钟.docx

1、光控数字温度时钟序号：11 光电技术课程设计题 目：光控数字温度时钟学 生刘 慧班 级电子1202-1BF学 号14122502243专 业电子科学与技术指导老师田芃职 称副教授完成时间2015年6月15日（ 湖南理工学院物理与电子学院 ） 课程设计任务书1、主题词、关键词数字时钟；DS1302；A/D；D/A；热敏电阻；光敏电阻；51单片机2、课程设计内容要求掌握DS1302时钟芯片使用方法掌握光敏电阻原理、特点和使用方法掌握热敏电阻原理、特点和使用方法掌握LED数码管动态显示原理与使用方法设计与开发一套数字时钟采用DS1302S时钟芯片，带断电保护；具有闹钟和定点报时功能；具有温度显示功能

2、；具有光控功能，能根据环境光线的强弱，动态调节显示亮度。3、进程安排第13周：系统硬件电路设计第14周：系统软件设计与仿真第15周：实物制作第16周：撰写总结报告一、引言 在科技飞速发展的今天，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，推动了社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展，使数字钟具有走时准确、性能稳定的特点。因此在许多电子设备中被广泛应用。 电子钟是

3、人们日常生活中常用的计时工具，而且电子钟又具有重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛使用，因此本次设计就用数字集成电路来设计一个电子钟，使其完成多功能。本文主要介绍由单片机控制的带有温度显示的电子钟的设计。随着人们生活水平的日益提高，人们对生活的要求越来越高，原有的事物已经不能满足人们的生活需求了，一些带有新功能的事物已经在慢慢的取代旧事物。就像电子钟一样，人们用电子钟不仅仅只是看时间了，人们还需要看温度了。越来越多的新功能更贴近人们的生活了，所以也越来越受人们所喜欢。二、设计目的 1：熟悉51单片机的操作，引脚分配，定时器的使用，及相关一些外设的使用； 2：掌握数字钟的组

4、成及工作原理； 3：熟悉数字钟的设计与制作； 4: 掌握DS1302时钟芯片使用方法 5: 掌握LED数码管动态显示原理与使用方法 6：学习ADC DAC芯片的使用方法 7：熟悉PROTEUS软件的使用.三、设计要求 1：掌握DS1302时钟芯片使用方法 2：掌握光敏电阻原理、特点和使用方法 3：掌握热敏电阻原理、特点和使用方法 4：掌握LED数码管动态显示原理与使用方法 5：设计与开发一套数字时钟 (1):采用DS1302S时钟芯片，带断电保护； (2):具有闹钟和定点报时功能； (3):具有温度显示功能； (4):具有光控功能，能根据环境光线的强弱，动态调节显示亮度。四、硬件设计 硬件电路

5、主要包括：控制器模块，数字时钟发生模块，显示模块，温度与亮度测量与转换模块，提示模块,按键调节模块。 硬件电路如下：1、DS1302组成数字时钟发生模块 ：DS1302可通过简单的串行接口与单片机进行通信可提供:-秒，分，时，星期，年，月，日-每月的天数和闰年的天数可自动调整-可通过 AM/PM指示决定采用24或12小时格式-低功耗：保持数据和时钟信息时功率小于1mW，可用在断电保护2、D/A模块 采用DAC0808用于控制数码管的亮度 DAC输出经放大器接至PNP三极管发射极，通过改变发射极电压来控制数码管的亮度。3、显示模块 用4位数码管显示 数码管为共阳极数码管， 数码管采用动态显示时间

6、，温度。 数码管阳极接至PNP三极管集电极，以提供数码管的驱动，并便于控制数码管的亮度(通过控制PNP三极管的发射极电位)。4、温度光强采集模块 用光敏电阻和热敏电阻分别采集光强信号和温度信号，再经过TLC1543串行10位AD将采集到的信号传送给单片机。 使用10位串行ADC TLC1543不但能得到较高的精度，而且采用串行通信减少了单片机的引脚连接。程序软件编写应注意TLC1543通道地址必须为写入字节的高四位，而CPU读入的数据是芯片上次A/D转换完成的数据。5、提示模块与按键 蜂呜器用于闹钟提示与整点报时。 按键用于调时间和设闹钟。并设置了长按键功能(长按功能键返回正常显示状态，长按加

7、键快速调时或设闹钟)。 实际硬件采用的专用单片机：STC15F204EA单片机。它与通用51的区别如下：STC15F204EA单片机是A/D转换单片机，1个时钟/机器周期，高速，高可靠，8路10位高速A/D转换，内部有高精度R/C时钟，1%温飘，彻底省掉外部昂贵的晶振，5MHz35MHz宽 范围可设置. 内部高精度R/C时钟，时钟从5M35MHz可选； 内部高可靠复位，彻底省掉外部复位电路； 8通道，10位高速ADC，速度可达30万次/秒； 通用I/O口(26个)，可设置成四种模式：准双向口 /弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏。 我们使用的STC15F204EA单片机它的外部封装如下

8、：它的相关功能如下：实物如下：五、软件设计/* DS1302.C */#include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit IO = P15; /DS1302s I/Osbit SCLK = P16; /DS1302s clocksbit RST = P17; /DS1302s Resetvoid Write_A_Byte_TO_DS1302(uchar x) uchar i; for(i=0;i=1; uchar Get_A_Byte_FROM_DS1302() uchar i,b=0x00; f

9、or(i=0;i8;i+) b |= _crol_(uchar)IO,i); SCLK=1;SCLK=0; return b/16*10+b%16; /返回BCD码uchar Read_Data(uchar addr) /从DS1302指定位置读数据 uchar dat; RST = 0;SCLK=0;RST=1; Write_A_Byte_TO_DS1302(addr); dat = Get_A_Byte_FROM_DS1302(); SCLK=1;RST=0; return dat;void Write_DS1302(uchar addr,uchar dat) SCLK = 0; RST

10、= 1; Write_A_Byte_TO_DS1302(addr); Write_A_Byte_TO_DS1302(dat); SCLK = 0; RST = 0;void GetTime(uchar *DateTime ) /读取当前日期时间 uchar i,addr = 0x81; for(i=0;i7;i+) DateTimei=Read_Data(addr);addr+=2; void SET_DS1302(uchar *DateTime) uchar i; Write_DS1302(0x8E,0x00);/写控制位，取消保护 for(i=1;i7;i+) Write_DS1302(0

11、x80+2*i,(DateTimei/104)|(DateTimei%10); Write_DS1302(0x8E,0x80); /加保护 *Display*#include Display.hextern unsigned char TempData8; /存储显示值的全局变量/*- 显示函数，用于动态扫描数码管-*/void NormalDisplay(void) if(time_buf14/10)=0) LATCH1=1; else LATCH1=0; DataPort=TempData0; DelayMs(4); LATCH1=1; LATCH2=0; DataPort=TempDat

12、a1; SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(4); LATCH2=1; LATCH3=0; DataPort=TempData2; SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(4); LATCH3=1; LATCH4=0; DataPort=TempData3; DelayMs(4); LATCH4=1; void HourDisplay(void) if(time_buf14/10)=0) LATCH1=1; else if(time_buf16%10)%2)=0) LATCH1=0; else LATCH1=1; Da

13、taPort=TempData0; DelayMs(4); LATCH1=1; if(time_buf16%10)%2)=0) LATCH2=0; else LATCH2=1; DataPort=TempData1; SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(4); LATCH2=1; LATCH3=0; DataPort=TempData2; SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(4); LATCH3=1;LATCH4=0; DataPort=TempData3; DelayMs(2); LATCH4=1; void M

14、inuteDisplay(void) if(time_buf14/10)=0) LATCH1=1; else LATCH1=0; DataPort=TempData0; DelayMs(4); LATCH1=1; LATCH2=0; DataPort=TempData1; SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(4); LATCH2=1; if(time_buf16%10)%2)=0) LATCH3=0; else LATCH3=1; DataPort=TempData2; SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(2);

15、LATCH3=1; if(time_buf16%10)%2)=0) LATCH4=0; else LATCH4=1; DataPort=TempData3; DelayMs(2); LATCH4=1; void DataDisplay(void) LATCH1=0; DataPort=TempData4; DelayMs(4); LATCH1=1; LATCH2=0; DataPort=TempData5; /SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 SEC=0; DelayMs(4); LATCH2=1; LATCH3=0; DataPort=TempData6; /SEC

16、=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(4); LATCH3=1; LATCH4=0; DataPort=TempData7; SEC=0; DelayMs(4); LATCH4=1; void MoothDisplay(void) if(time_buf16%10)%2)=0) LATCH1=0; else LATCH1=1; DataPort=TempData4; DelayMs(4); LATCH1=1; if(time_buf16%10)%2)=0) LATCH2=0; else LATCH2=1; DataPort=TempData5; SEC=(tim

17、e_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(4); LATCH2=1; LATCH3=0; DataPort=TempData6; /SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(2); LATCH3=1; LATCH4=0; DataPort=TempData7; DelayMs(2); LATCH4=1; void DayDisplay(void) LATCH1=0; DataPort=TempData4; DelayMs(4); LATCH1=1; LATCH2=0; DataPort=TempData5; /SEC=(time_buf16%

18、10)%2); /跳秒处理 DelayMs(4); LATCH2=1; if(time_buf16%10)%2)=0) LATCH3=0; else LATCH3=1; DataPort=TempData6; /SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(2); LATCH3=1; if(time_buf16%10)%2)=0) LATCH4=0; else LATCH4=1; DataPort=TempData7; SEC=(time_buf16%10)%2); /跳秒处理 DelayMs(2); LATCH4=1; *Delay*#include delay

19、.hvoid DelayUs(unsigned char t) while(-t);void DelayMs(unsigned char t) while(t-) /大致延时1mS DelayUs(245); DelayUs(245); *main.c*#include /包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义#include ds1302.h#include Display.h#include Delay.h sbit LED0=P10;sbit LED1=P11;sbit K1=P24; /定义按键端口,选择调整什么sbit K2=P25; /加键 bit Read

20、TimeFlag=1;/定义读时间标/bit SecondFlag=0;unsigned char code DuanMa110=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/ 共阳显示段码值09unsigned char code DuanMa210=0xc0,0xcf,0xa4,0x86,0x8b,0x92,0x90,0xc7,0x80,0x82;/第三个数码管的数组unsigned char TempData8; /存储显示值的全局变量unsigned char SetTime=0; void Init_Timer0(void);/

21、定时器初始化/*- 主函数-*/void main(void) Init_Timer0(); Ds1302_Init(); Ds1302_Read_Time(); while(1) if(!K1) DelayMs(10); if(!K1) while(!K1); LED0=LED0; SetTime+; if(SetTime=5) SetTime=0; if(!K2) DelayMs(10); if(!K2) while(!K2); LED1=LED1; if(SetTime=0) SetTime=50;LED0=LED0; else / switch(SetTime) case 1:time

22、_buf14+;if(time_buf14=24)time_buf14=0; Ds1302_Write_Time();break; /正常时间 小时 加1 case 2:time_buf15+;if(time_buf15=60)time_buf15=0; Ds1302_Write_Time();break;/分加1 case 3:time_buf12+;if(time_buf12=13)time_buf12=1; Ds1302_Write_Time();break; /正常时间 月 加1 case 4:time_buf13+;if(time_buf13=31)time_buf13=1; Ds1

23、302_Write_Time();break;/日 加1 default:break; / if(ReadTimeFlag=1) /大致100ms ReadTimeFlag=0; TempData0=DuanMa1time_buf14/10;/时 /数据的转换， TempData1=DuanMa1time_buf14%10;/因我们采用数码管09的显示,将数据分开 TempData2=DuanMa2time_buf15/10;/分 TempData3=DuanMa1time_buf15%10; TempData4=DuanMa1time_buf12/10;/月 TempData5=DuanMa

24、1time_buf12%10; TempData6=DuanMa2time_buf13/10;/日 TempData7=DuanMa1time_buf13%10; /*- 定时器初始化子程序 /-*/void Init_Timer0(void) TMOD |= 0x01; /使用模式1，16位定时器，使用|符号可以在使用多个定时器时不受影响 /TH0=0x00; /给定初值 /TL0=0x00; EA=1; /总中断打开 ET0=1; /定时器中断打开 TR0=1; /定时器开关打开/*- 定时器中断子程序-*/void Timer0_isr(void) interrupt 1 static

25、unsigned int num; TH0=(65536-500)/256; /重新赋值 0.5ms TL0=(65536-500)%256; num+; if(num=1) Ds1302_Read_Time(); switch(SetTime) case 0: NormalDisplay();break; case 1: HourDisplay();break; case 2: MinuteDisplay();break; case 3: MoothDisplay();break; case 4: DayDisplay();break; case 50: while(SetTime-) DataDisplay();DelayMs(20