太阳能电子钟电子时钟被广泛应用于家庭公共场所以及工业测控中.DOC

太阳能电子钟 电子时钟被广泛应用于家庭、公共场所、以及工业测控中，是生活中的必需品。市面上的电子钟种类。但是大多数时钟都是使用一次性电池作为电源，当电池电量耗尽后，就需要进行更换电池，很不方便。因此有必要设计一款太阳能供电的电子钟，电池电量较低时，只需放在有阳光的地方便可进行充电让它继续工作。本设计能够准确显示时间、温度(通过按键切换显示)；自行检测环境光线，能够自动调节显示亮度。一段时间无操作时自动进入掉电模式，关闭显示；美观大方，可作为室内装饰品。 1 设计思路 （1）、主控电路：采用STC12C5608ad芯片，具有丰富的内部资源。时间采集使用专门的时钟芯片DS1302。用DS18b20做为。另外接一个光敏电阻来检测环境光线。外接红外线一体化接收头来接收红外线。 （2）、显示部分：用4个数码管显示时间，第三个数码管倒置后的小数点位与第二个数码管的小数点正好构成一个冒号作为分隔，冒号以前显示小时，冒号以后显示分钟。 （3）、外壳部分：鉴于数码管与太阳能电池板的主体颜色为黑色，故本设计采用黑色木片作为外壳，前面为数码管显示，后面为太阳能电池板。太阳能电池板与水平面的为3度，与本地区太阳能最佳倾角相近。这样既方便人们查看，不需要调节倾角。 2 硬件电路设计 本设计中需要检测的物理量有温度、光线、时间、红外线四种。对应传感器的外围电路比较简单，不过像用光敏电阻检测光线时需要用到单片机的内部模数转换功能，而这个功能并不是所有的IO口都具备。重点各传感器接口与单片机功能引脚相匹配，各个传感器在电路板上位置的选取等。 2.1 主控电路 图7中采用STC12C5608AD主控芯片。从右上脚逆时针依次是：按键电路，DS18b20温度采集，DS1302时间采集，单片机晶振电路，复位电路，显示接口，电源接口。 2.2 按键电路 图5路按键10k电阻用来保护单片机IO口没有按键按下的时候IO口VCC相接，为高电平按键按下IO短接到地，为低电平。系统上电后，判断IO口状态，若IO口被拉低则说明有按键按下，读取端口值，从而判断是哪个按键按下按键从上到下为S1-S5。S1负责掉电唤醒，和进入调节时间模式；S2定义为“+”按键，S3为“—”按键；S4作为时间/光线强度之间的切换。S5按键第一次按下显示当前环境 温度，第二次按下显示年份，月日，再按一次返回时间显示。 2.3 数据采集电路 DS1302芯片介绍 DS1302是一款低功耗时钟芯片，对年月日时分秒进行精确计时，自动进行闰年补偿外围电路简单，使用方便作电压范围宽（2.5v-5.5v），芯片自身具备为备用电源进行充电的功能，可大幅提高备用电池使用时间，使系统更稳定。 单片机与时钟芯片之间采用3线串行通讯，复位/通讯允许管接到单片机P2.5引脚。RST=1允许，RST=0禁止，通讯输入SCLK接到单片机P3.5口，数据输入/输出I/0管接到单片机P3.4口。X1、X232.768Khz的晶振。Vcc2与单片机共电源，Vcc1为备用电源，外接可充电纽扣电池。 DS1302内部12个寄存器，有7个与时间相关，存放BCD格式数据，其地址与内容如下图所示。寄存器第七位为暂停控制为，为1暂停时钟，DS1302进入低功耗模式，为0启动时钟。小时寄存器中第七位是12小时/24小时方式选择。如果在12小时方式下，小时寄存器第五位为上午/下午选择[]。 DS18b20是一种数字温度传感器，采用单总线方式与MCU进行通讯。其1、3脚为电源端口，与系统主电源连接。数据端口DQ与单片机P1.7连接。DS18b20需严格按照时序协议运行，确保数据采集准确。其中通讯信号有:复位信号、存在信号、写1、写0、读1、读0。单片机与DS18b20通讯前要进行初始化。温度转换完成后，测量结果以二进制补码形式放在片内暂存器中，低字节放在LSB暂存器，高字节放在MSB暂存器。 2.4 数码管显示电路 使用4个七段数码管作为显示器件，具有亮度高，显示稳定，成本低的优点。数码管是由八个独立的led共阴极连接后封装而成，显示特定数字时，则将对应的led点亮即可。当加在数码管两端的电压超过2.5V，电流达到2mA以上，就可发光。图中电阻阻值为330欧姆，起到分压限流的作用。每个数码管由一个74hc595驱动，四个74hc595之间采用级联方式连接，另外每片芯片旁边要加电容器滤波。 2.5 电源电路 本产品使用规格为5V、80mA太阳能滴胶板接收太阳能，由专门充电芯片CN3083将采集的能量传输给锂电池，锂电池输出电能由DC-DC升压为5V给系统供电。另外，DS1302芯片需要一块备用电源，来保证在主电源断电的情况下，仍能保持精确计时。 3 软件电路设计 显示程序:本设计中使用4个74hc595级联驱动数码管。数据传输函数一次写入4个字