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《测控系统原理》课程设计 课题：多功能数字钟设计 班 级 测控1 学生姓名 学号 指导教师 工学院电子与电气工程学院 多功能数字钟设计 一、绪论 1.1 引言 随着微电子技术和超大规模集成电路技术的不断发展，家用电子产品不但种类日益丰富，而且变得更加经济实用，单片微型计算机体积小、性价比高、功能强、可靠性高等独有的特点，在各个领域得到了广泛的应用。数字钟是一种应用非常广泛的日常计时工具，数字显示的日历钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用。LCD数字显示的日历钟显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视，并且还可以扩展出多种功能。功能也越来越齐全，除了时、分、秒显示及闹铃。但通过我们对各种电子钟表、历的不断观察总结发现目前市场的钟、历都存在一些不足之处，比如：时钟不精确、产品成本太高、无环境温度显示等，这都给人们的使用带来了某些不便。为此设计了一种功能全面、计时准确、成本低廉的基于51单片机的多功能数字钟设计。 二、功能要求 1. 数字钟能用LCD液晶显示]时、分、秒并设置指定时间的闹铃。 2. 数字式温度计要求测温范围-50~100°C，LCD液晶直读显示。 三、系统设计 3.1 方案论证与设计 3.1.1 控制部分的方案选择 1. 用可编程逻辑器件设计。可采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。设计起来结构清晰，各个模块，从硬件上设计起来相对简单，控制与显示的模块间的连接也会比较方便。但是考虑到本设计的特点，EDA在功能扩展上比较受局限，而且EDA占用的资源也相对多一些。从成本上来讲，用可编程逻辑器件来设计也没有什么优势。 用凌阳16位单片机设计。凌阳16位单片机有丰富的中断源和时基，方便本实验的设计。它的准确度相当高，并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些递归调用。I/O口功能也比较强大，方便使用。用凌阳16位单片机做控制器最有特色的就是它的可编程音频处理，可完成语音的录制播放和识别。这些都方便对设计进行扩展，使设计更加完善。成本也相对低一些。但是，在控制与显示的结合上有些复杂，显示模组资源相对有限，而且单片机的稳定性不是很高。 8段数码管，经济实惠，操作繁琐，。 相比于数码管，液晶显示方式液晶显示效果出众，可以运用菜单项来方便操作，。所以最后选择LED数码管显示方案。 按照系统设计功能的要求，确定数字钟系统由主控制器、时钟模块、测温电路、显示模块、键盘接口共5个模块组成。 总体系统构成框图如图3.2所示。 图3.2 数字钟系统构成框图 四、硬件电路设计 系统由主控制器STC89C51、温度传感器DS18B20传感器、LCD显示电路及键盘扫描电路,声光闹铃电路组成。系统原理图如图4.1所示 图4.1系统原理图 4.1 主控器 STC89C52 宏晶公司生产的ST89C52单片机采用高性能的静态80C51设计，由先进工艺制造，并带有非易失性Flsah程序存储器。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。主要性能特点有： 8KB Flash ROM，可以檫写1000次以上，数据保存10年。 256字节内部RAM。 电源控制模式 ——时钟可停止和恢复； ——空闲模式； ——掉电模式。 6个中断源。 4个中断优先级。 4个8位I/O口。 全双工增强型UART。 3个16位定时/计数器，T0、T1（标准80C51）和增加的T2（捕获和比较）。 全静态工作方式：0～24MHz。 4.2 DS18B20温度传感器 测温电路主要使用温度传感器DS18B20，由于LCD液晶实现温度显示。 4.2.1 温度传感器原理 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要示通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； 多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能； 无须外部器件； 可通过数据线供电，电压范围为3.0～3.5V； 零待机功耗； 温度以9或12数字量读出； 用户可定义的非易失性温度报警设置； 报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 DS18