多功能时钟毕业设计.doc

多功能数字时钟设计 一、概述： 该设计方案是以ATmega16为核心，以DS1302芯片为时间计算，采用LCD液晶屏幕显示系统，辅以闹钟模块，日期提醒、键盘时间调整预设置等模块，所构建的数字时钟系统，能动态显示实时时钟的时、分、秒数据基本要求 实现基本的计时功能，采用24小时制计时，能显示时、分、秒。 校正功能; 时分均有校时功能。 当计时器运行到59分49秒开始报时，每鸣叫1s就停叫1s，共鸣叫6，前5响为低音，频率为750Hz；最后1响为高音，频率为1KHz。 设定闹钟，当按下闹铃开关时，可在规定时间闹铃，当开关复位时，闹铃停止。 （2）发挥部分 A、增加日历功能，能正确显示年月日星期等。B、增加音乐闹钟功能。C、按键语音报时功能。D、无线遥控时钟功能。E、触摸报时功能。A：采用LED数码管显示， B：采用LCD液晶显示 比较论证：数码管价格便宜同时能实现此系统功能各项功能，但显示单一，无法显示图片且引线多而复杂，容易造成亮度低无法看清。而LCD液晶显示具有丰富多样性、灵活性、电路简单、易于控制而且功耗小等优点，对于信息量多的系统，是比较适合的。故我们选择B方案LCD液晶显示。 （2）数字时钟 数字时钟是本设计的核心的部分。根据需要可采用以下两种方案实现： A：完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。而且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。 B：采用Dallas公司的专用时钟芯片DS1302。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，可使系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。 基于时钟芯片的上述优点，本设计采用B方案完成数字时钟的功能。 （3）总体方案 以ATmega16为控制器，以LCD液晶显示，DS1302芯片时间计算，键盘控制，蜂鸣器作为响应闹钟，实现系统基本要求前提下有一定的创新 总体方案框图如图一： 四：系统硬件设计： (1)、LCD液晶显示模块: LCD液晶显示模块采用LCD1602型号，具有很低的功耗，正常工作时电流仅2.0mA/5.0V。通过编程实现自动关闭屏幕能够更有效的降低功耗。LCD1602分两行显示，每行可显示多达16个字符。LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM已经存储了160个不同的点阵字符图形，DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/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日日期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DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线： RST复位、I/O数据线、SCLK串行时钟。时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW， 如下图所示： (3)、储存器模块： 存储器采用Atmel公司的ATmega16芯片。ATmega16 有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装) 的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。