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《电子综合设计》数字钟设计文档多功能数字钟摘要本系统以单片机AT89C55WD为核心控制部件。设计了实时时钟日历电路、环境温度显示电路、人机接口键盘电路、液晶显示电路等。其中实时时钟芯片采用串行通讯的DS1302，可实现年月日星期时分秒等时间信息的采集、时间调节和闹钟功能。温度采集模块采用DS18B20集成温度传感器，可对现场环境温度进行实时采集，并且对温度超限进行报警提示。人机接口键盘模块中，键盘由简单的8个按键组成，利用键盘的延迟消抖方法实现。操作非常简便和人性化。液晶显示模块则由LCD1602实现两行16个字符的液晶显示。通过交流电源（220V）降压整流为直流电源（9V），通过以7805芯片为核心的集成模块输出直流5V电压，供电来实现以上功能。设计能支持时、分、秒的时钟，时钟有时间调整功能，具有闹钟功能，具有秒表功能，倒计时功能。除上述基本要求外，又新增以下功能：（1）时间显示可实现12/24显示切换（2）提供闹钟的开关功能，并显示开关状态（3）倒计时的时间存储功能（4）放四种不同的音乐功能（5）生日闹钟 （6）闹钟播放音乐 （7）整点报时功能 （8）温度过限音乐报警功能 （9）开机显示功能（10） “电子日历”功能（11）温度报警功能（12）发声倒计时功能。 关键字：单片机 人机接口 DS1302DS18B20 LCD1602 7805 温度报警 多功能数字钟实物图数字钟设计报告一、设计任务与要求1、设计任务设计制作一个多功能数字钟。2、设计要求（1）基本要求（1）时钟具有计时功能，能够显示时、分、秒；（2）时钟有时间调整功能；（3）时钟具有闹钟功能；（4）时钟具有秒表计时功能；（5）时钟具有倒计时功能。（2）提高要求（1）时钟有开机显示功能；（2）时钟增加了“电子日历”功能；（3）时钟有12进制与24进制的转换功能；（4）时钟具有整体报时功能；（5）时钟附带有一个温度计功能，显示精度为0.5度；（6）时钟具有温度报警功能；（7）时钟能够提供二个一般闹钟和一个生日闹钟功能；（8）时钟提供播放四种不同的音乐功能；（9）时钟提供闹钟的开关功能，并显示开关状态；（10）时钟的秒表提供了连续计时功能，能够连续计时三次；（11）时钟具有时间存储功能；（12）时钟具有发声倒计时功能；其它发挥。（3）数字钟具体功能及其按键1、开机显示界面K1：移动控制键；K2：显示复位键；K3：左右移动控制键；K4：更换界面键；K5：逐个显示控制键。2、时间显示界面K1：时间减控制键；K2：时间加控制键；K3：时间位移动键；K4：更换界面键；K5：12进制与24进制更换键；K7：闹钟停止控制键；K8：闹钟睡眠控制键。3、温度显示界面K1：温度减控制键；K2：温度加控制键；K3：温度位移动键；K4 : 更换界面键；K5：报警停止键。4、闹钟功能界面K1：闹钟时间加控制键；K2：闹钟时间减控制键；K3：闹钟时间位移动键；K4：更换界面键；K5：一般闹钟选择控制键；K6：生日闹钟显示控制键；K7：闹钟停止控制键；K8：闹钟开关控制键。5、秒表功能界面K1：秒表开始计时控制键；K2：秒表停止计时控制键；K3：秒表连续计时控制键；K4：更换界面键；K5：存储秒表时间控制键。6、倒计时功能界面K1：倒计时加控制键；K2：倒计时减控制键；K3：倒计时时间位移动键；K4：更换界面键；K5：倒计时开始停止控制键；K6：倒计时发声控制键；K7：倒计时清零控制键。二、总体方案比较与论证方案一：采用中小规模集成电路实现组合逻辑与时序逻辑电路设计，用振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经分频器输出标准秒脉冲。进而得到分和小时，计数器的输出经译码器送显示器。此方案能实现数字钟的基本功能，但其他扩展功能的实现非常有限。方案二：基于单片机来实现。目前单片机技术比较成熟，功能也比较强大，时钟芯片采用DS1302，温度传感器采用DS18B20。显示采用1602液晶显示。此方案基本原理框图如图2-1所示图2-1 原理框图此系统硬件简洁，将复杂的硬件功能用软件实现，控制多个硬件电路的执行因此系统控制灵活，能很好地满足本题的基本要求和提高要求。而且编程灵活、调试方便。 从这两种电路设计方案的比较而言，利用单片机及外围电路编写软件程序来设计数字钟，简单灵活，而且可扩展各种功能，能完全达到设计要求，体现了现代计算机工具的方便、简捷、准确性。故采用第二种方案。三、模块电路分析与比较1、单片机选择方案一：由于程序代码比较多，有14K左右。采用Flash比较小的单片机，然后进行外部存储器扩展。可以选用AT89S系列，例如AT89S52，然后进行外部存储器扩展，但是，考虑到仿真比较麻烦，同时还要进行存储器的扩展，这样使电路更加复杂，不便于硬件的设计、制作。方案二：采用