基于单片机的智能时钟设计.doc

课程设计报告 题 目： 基于Proteus的智能时钟显示 学生姓名： 章 锦 学生学号： 0908020256 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 自 动 化 届 别： 2013 届 指导教师： 伍 龙 电气信息工程学院制 2012年5月 基于Proteus的智能时钟显示 1课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 DS1302采用MAX7219控制8位LED显示时钟的设计，时钟显示年、月、日、星期、时、分、秒。 1.2课程设计的要求 由于单片机的P口有限，8位LED数码管的驱动采用相应的串入并出的芯片，在此采用MAX7219来实现LED的驱动控制。8位LED要显示时间/日期，因此增加一个时间/日期切换键。在DS3102时钟窗口中，时间的显示格式为：时-分-秒；日期的显示格式为：日-月-年。若要调整时间/日期，应先按下“调整控制”键，再按下相应的时间/日期调整键，时间/日期调整键为加1调整。此系统具有2008年至2030年的秒、分、时、日、月、年、星期的功能。 1.3课程设计的研究基础 Proteus 软件的功能强大，它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款新型电子线路设计与仿真软件。 利用Kiel软件使用汇编或c语言、调试与仿真、烧写.HEX文件到单片机中、讲单片机插入电路板进行脱机运行、完成单片机系统设计。 2基于Proteus的时钟显示系统方案制定 2.1方案提出 方案一：采用传统的AT89C51作为的控制核心，加上LED数码管，按键，驱动控制MAX7219，时钟芯片DS1302。按键1对时钟进行星期加1调整，按键2对时钟进行年加1调整，按键3对时钟进行月加1调整，按键4对时钟进行日加1调整，按键5对时钟进行时加1，按键6对时钟进行分钟加1，按键7对时钟进行时间/日期切换，按键8对时钟进行调整控制。 方案二：采用FTC10F04单片机控制为核心，带有非易失性Flash程序储存器，直接外接LED数码管显示时间/日期，通过外接的按键对其进行时间/日期切换及进行相应的加1调整。 2.2方案比较 方案一：本方案采用了MAX7219控制8位LED数码管，因为接入了MAX7219器件，可以减少占用单片机接口。同时还接入了DS1302，它内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、星期、日、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。可以简化电路，让程序更有效执行。单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各种领域运用广泛。 方案二：FTC10F04单片机直接控制8位LED数码管显示，通过按键进行功能调整。数码管直接接单片机上，会占用很多单片机的接口，甚至会造成单片机的接口不够用的现象。还需要编复杂的程序去实现时钟显示。但它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片，市场应用最多。其主要特点如下：8KB Flash ROM,可擦除1000次以上，数据保存10年。 2.3方案论证 由于本系统对CPU运算速度要求很高，需要执行很复杂的运算，方案一成本比较低，适合做设计。同时，由于方案一接入了MAX7219器件，DS1302，方案一总体占用单片机的接口比方案二少，程序也相对简单有效，更利于设计，让功能能够尽量正确执行。 2.4方案选择 本设计采用方案一进行设计。 3基于Proteus时钟显示系统设计 3.1各单元模块功能介绍及电路设计 （1）SPI总线 SPI总线又称为同步串行外设接口，是一种符合工业标准、全双工、三线或四线通信方式的总线系统。它允许MCU与各种外围设备以串行方式进行通信。在SPI接口中，数据的传输需要一条时钟线、一条数据和一条控制线（有些芯片需要两条控制线）。SPI可以工作在主模式下或从模式下。在主模式下每位数据发送/接收需要一个时钟周期。 （2）DS1302时钟芯片 DS1302是DALLAS公司推出的SPI总线涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟和日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、星