单片机数字时钟设计方案.doc

单片机数字时钟设计方案 第一章 设计目的 智能仪表课程设计是自动化专业的专业实践课程。 本课程的任务是通过设计完成一个具有完整功能的单片机系统，是学生掌握目前典型自动化仪表的一般设计要求和设计方法，掌握开发及设计工具的使用方法，通过这一设计实践过程，锻炼学生的动手能力和分析、解决问题的能力；培养对所学知识的综合应用能力。 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本设计是数据采集及处理，显示系统与单片机有效结合，本设计是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识的综合应用，以及查阅资料，培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维，把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。全能提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础 第二章 设计要求 带秒表/时钟计时器，万年历的显示屏设计。 基本功能要求： 可动态左右，上下显示“中国计量学院欢迎你”； 在5秒按键无操作则以24h（小时）计时方式显示时、分、秒； 使用按键开关可实现时分调整； 具有闹钟功能，声光提示。 扩展功能： 数字时钟/圆形时钟显示可转换； 显示汉字可设置； 可232通讯显示计算机传送字符； 其他扩展功能。 第三章 方案确定 经过小组全体组员讨论，最终确立方案制作时钟。在时钟基本功能实现的基础上，小组成员对扩展功能进行讨论并达成共识。最终决定设计的时钟除基本功能外，还具有以下扩展功能： 可以显示，设置年，月，日，并且有闰年补偿功能， 可以上下滚动左右滑动显示字符串功能； 可以自定义汉字功能； 可以232通讯，显示出字符功能； 具有温度显示功能； 具有断电时间保护功能。 第四章 方案设计 第一节 220V电源供电部分 由于以前参见过电子设计大赛，所以有220V AC转9V DC的电源，我们在起基础上添加了一个7805三端稳压管，加之滤波电容，转换成单片机可以用的DC 5V电 图4-1 电源转换原理图 第二节时钟和温度部分方案设计 （1）方案设计思路 按照系统的设计功能要求，本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力配合DS1302 和DS18b20 来控制时钟和温度的调整显示。获得时钟温度数据信息，单片机对其进行一系列的处理，最后通过液晶显示出来。 （2）时钟系统方案论证 方案 1： 通过单片机内部的定时器/计数器，用软件实现，直接用单片机 的定时器编程以实现时钟。 方案 2： 用专门的时钟芯片（DS1302）实现时钟的记时，再把时间数据送入单片机，由单片机控制显示。虽然用软件实现时钟硬件线路简单，但是程序运行的每一步都需要时间，多一步或少一步程序都会影响记时的准确度，对定时器定时也不是十分准确，时钟精度很低，对于我们实现所需要的功能造成软件编程非常复杂。用专用时钟芯片硬件成本相对较高，但它的精度很高，软件编程很简单。综上所述，选择方案2。 图4-2 DS1302管脚图 图4-3 DS1302电路原理图 第三节 单片机的选择 对于单片机的选择，如果用8031 系列，由于它没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不可用；51 系列单片机的ROM 为4K，对于我们设计的系统可能有点小；52 系列单片机与51 系列的结构一样，而ROM 扩大为8K，对我们设计系统提供充足的空间进行功能的扩展。再有51 系列单片机与52 系列的单片机价格差不多。因此，我们选择STC89C52RC的单片机。 第四节 显示器件选择 方案1：用数码管或点阵LED 显示。 方案2：用液晶1602 显示。 方案3：用液晶12864 显示。 时钟和温度的显示可以用数码管或LED，而且价格便宜。但是数码管的只能显示简单的设计的系统，与我们设计要求也不相符。有很多东西需要显示，还是用显示功能更好的液晶显示器比较好，它能显示更多的数据，用1602 液晶显示数据有限，1602 不能够显示汉字，只能够显示一些基本的西文字符，显示数据的可读性不好，用可以显示汉字的12864 液晶显示器还可以增加显示信息的可读性，至于指针的转动则才用12864 加ds1302同步控制，让人看起来会很方便。虽然它们在价格上差距很大，但是1602不能够实现我们的要求，12864.是我们唯一的选择。 为了可以用键盘调节屏幕亮度，我们用了两个9014三极管，当做开关，离散式控制屏幕亮度。SDA接P2^1，S