多功能数字钟设计.docx

PAGE PAGE # / 19 . 、八 、- 1 前言 时钟，自从它被发明的那天起， 就成为人们生活中必不可少的一种工具， 尤 其是在现在这个讲究效率的年代， 时钟更是在人类生产、 生活、学习等多个领域 得到广泛的应用。然而随着时间的推移， 人们不仅对于时钟精度的要求越来越高， 而且对于时钟功能的要求也越来越多，时钟已不仅仅是一种用来显示时间的工 具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。 诸如闹钟功能、 日历 显示功能、温度测量功能、湿度测量功能、电压测量功能、频率测量功能等。钟 表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便， 而且大大地扩展了钟表原先的 报时功能可以说， 设计多功能数字时钟的意义已不只在于数字时钟本身， 更大的 意义在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。 在很多实际应用中， 只 要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改， 便可以得到实时控制的实用系 统，从而应用到实际工作与生产中去。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着 非常现实的意义。 单片机的发展趋势 自单片机出现至今， 单片机技术已走过了近 20 年的发展路程。 纵观 20 年来 单片机发展里程可以看出，单片机技术的发展以微处理器（ MPU ）技术及超大 规模集成电路技术的发展为先导， 以广泛的应用领域拉动， 表现出较微处理器更 具个性的发展趋势。 MPU 发展中表现出来的速度越来越快是以时钟频率越来越高为标志的。而 单片机则有所不同， 为提高单片机抗干扰能力， 降低噪声， 降低时钟频率而不牺 牲运算速度是单片机技术发展之追求。一些 8051 单片机兼容厂商改善了单片机 的内部时序，在不提高时钟频率的条件下，使运算速度提高了许多。 此外，80C51单片机在市场上的货源充足，技术比较成熟，同时也具有较好的开 发环境。 2 方案比较 控制部分 方案一 : 采用普通 MCS-51 单片机作为总的控制元件。 方案二：采用凌阳单片机SPCE061A作为总的控制元件。 比较论证 : 方法一 MCS-51 单片机功能较少， 不含有模数转换等功能 ,因此需增 加一些外围电路来实现一些功能 ,使电路复杂化 ,精确度不高，采样速率偏低。而 方法二简化了电路，增加了系统稳定性。凌阳 SPCE061A在设计方面提供了极 大的方便，它的好处在于，功能较多 ,因为它不仅囊括了普通单片机的所有功能， 更增加了许多新的功能，如 ： A/D、D/A 转换， 语音等 ,另外又提供了便利的编程 环境。更重要的是凌阳单片机接口较多， 所需外部按键较少， 因此可采用独立式 键盘。 显示部分 方案一 ： 采用数码管显示。 方案二 ： 用 OCJM4*8 液晶图文显示器显示。 比较论证 ： 就我们的需要而言数码关显示内容单一 ,不易产生生动具体的图文 ,而 OCJM4*8 液晶图文显示器给我们提供了更大的发挥空间 ,看起来舒服自然 ,而且 能增加显示的美观性与直观性。最重要的是提供了友好的人机界面。 频率测试部分 方案一 ： 利用比较器和分离的三级管电路来完成。 方案二 ： 利用 光耦 4N26 测试频率 比较论证 ：方法一用了很多分离的元件， 电路相当复杂 ,调试起来比较困难 ,稳定性 不好。而方法二用模块实现，稳定性好，克服了上述问题。 电压过压，欠压判断部分 方案一 ： 由纯硬件实现 ,设计麻烦 ,而且使用很多分立元件 ,不仅稳定性不好，调试 起来也困难。 方案二 ： 以单片机采样， 辅以少量的逻辑电路。 充分发挥凌阳单片机的功能 ,简化 了系统的硬件设计 ,并充分发挥数量不多的数字逻辑器件的作用 ,实现了题目要求 的扩展部分。 综上所述：我们采用凌阳单片机作为控制元件，用 OCJM4*8 液晶图文显示器显 示，利用光耦 4N26 测试频率，以单片机采样、辅以少量的逻辑电路判断过压、 欠压 3 总体万案 3.1工作原理 利用单片机SPCE061A作为本系统的中控模块。单片机可把由 PT100、DS1302、 频率测试电路，电压转换电路读来的数据利用软件来进行数模转换， 从而把数据 传输到显示模块，实现温度、日历、频率、电压的显示。 OCJM4*8液晶显示器 为主要的显示模块，把单片机传来的数据显示出来。利用遥控器来实现非接触止 闹功能。在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。 3.2电路原理图 遥控器机片单阳凌 ?■■丿 ?频率测试电路=Cu50按键电路 遥控器 机片单阳凌 ?■■丿 ? 频率测试电路 = Cu50 按键电路 4硬件设计 4.1 凌阳单片机接口电路 输入/输出接口（简称为I/O 口）是单片机与外设交换信息的通道。输入端口负 责从外接收检测信号、键盘信号等各种开关量信号。输出端口负责向外界输送由 内部电路产生的处理结果、显示