单片机多功能电子钟毕业设计论文
- 格式:doc
- 大小:3.79 MB
- 文档页数:48
毕业设计论文_单片机电子时钟的设计摘要:电子时钟作为一种常见的时间显示装置,在现代社会中应用广泛。
本文设计了一款基于单片机的电子时钟,使用DS1307实时时钟芯片来获取系统时间,并通过数码管进行显示。
设计过程中,通过对单片机的编程和电路的连接,实现了时间的显示与调节功能,具有较高的准确性和稳定性。
该设计方案简单、实用,可用于各种场合。
关键词:单片机;电子时钟;DS1307;数码管1.引言电子时钟是一种利用电子技术构造的显示时间的装置,具有时间准确、使用简单、显示清晰等特点,广泛应用于生活和工作中。
本文以单片机为核心,设计了一款实时准确的电子时钟,提高了时间的准确度和稳定性。
2.设计原理该设计的核心是通过单片机与DS1307实时时钟芯片的连接,使得单片机可以获取到准确的系统时间,并通过数码管进行显示。
DS1307芯片通过I2C总线与单片机连接,通过读取芯片中的时间寄存器,单片机可以获得当前的时间信息。
3.硬件设计本设计中使用了AT89S52单片机作为主控芯片,通过引脚与DS1307芯片相连。
单片机的P0口接到数码管的段选信号,P1口接到数码管的位选信号,通过控制这两个口的输出状态,可实现对数码管上显示的数字进行控制。
同时,为了使时钟可以正常运行,需外接一个晶振电路为单片机提供时钟信号。
4.软件设计通过对单片机的编程,实现了以下功能:(1)初始化DS1307芯片,设置初始时间;(2)每隔一秒读取一次DS1307芯片的时间寄存器,将时间信息保存到单片机的RAM中;(3)根据当前时间信息,在数码管上显示对应的小时和分钟。
5.调试与测试经过硬件的连接以及软件的编写,进行了调试与测试。
将初始时间设置为08:30,观察数码管上的显示是否正确,以及时间是否准确。
同时,通过手动调节DS1307芯片中的时间,检查单片机是否能正确获取时间,并进行显示。
6.总结与展望本文设计了一款基于单片机的电子时钟,通过单片机与DS1307芯片的连接和编程,实现了准确的时间显示功能。
学士学位毕业设计(论文)基于单片机的多功能数字电子钟设计学生姓名:XX学号:XXXXXX指导教师:XXXX所在学院:XXXXXXXX专业:XXXXXXXXXXXXX中国·大庆2014 年 5 月黑龙江八一农垦大学本科毕业设计(论文)任务书注:1.任务书由指导教师填写后交给学生,要求学生妥善保存。
2.此任务书夹于论文扉页与论文一并装订,作为论文评分依据之。
摘要电子钟是当今社会中最主要的计时工具,它广泛的被应用在电脑,手机,和其他社会生活的各个方面,和所有要求时间的场所。
20世纪90年代,电子技术的飞速成长推动了现代电子商品的发展,电子产品已经深入社会的各个领域,为社会生产力的发展和社会信息化程度的发展提供了强大的动力,电子技术的发展如今越来越快,电子产品的更新换代的节奏更快。
在当今社会,人们越来越重视时间,生活节奏越来越快,时间就是金钱。
时间如果不准确,会对那些需要精确时间的人带来极大的麻烦。
本设计的核心元件是STC89C52,LCD12864液晶模块、DHT11温湿度感应模块、DS1302时间模块及按键模块组成。
本设计实现了万年历的基本功能,显示年、月、日、时、分、秒、星期,温湿度而且可以整点报时,闹表功能,无源时钟芯片再接一个3V电源,掉电后能正常工作,重新上电后不用调整时间。
整个设计具有操作简单,性价比高,环保无噪音,低功耗等优点。
关键词:电子时钟单片机DS1302 DHT11ABSTRACTDigital electronic clock is one of the main timing tool in the modern world, widely used cell phones, computers, cars and so on all aspects of social life, and the time required for the occasion.20th century, electronic technology gained rapid development, driven in its modern electronics into almost all areas of society, a strong impetus to the development of the social productive forces and social improvement in the level of information, but also to modern electronic products further improve the performance, product upgrading faster and faster pace.Modern life more and more attention from the concept of time, time and money can be said to equate. For those who are very strict on time and accurate grasp of people and things, time is not accurate will bring great trouble.This design uses AT89S52 micro-controller as the core component, attach ed above power-on reset circuit, crystal oscillator circuit, LCD12864B liquid crystal display modules, DHT11 temperature and humidity sensor module, DS1302 time module and key tone circuit.The design and implementation of the basic functions of the calendar, year, month, day, hour, minute, second, day, temperature and humidity but also the whole point timekeeping, alarm clock function, followed by a clock chip passive 3V power supply can power down after working properly, do not adjust the time after power outages. The whole design is simple, cost-effective, environmentally friendly no noise, low power consumption.Keywords: Electronic Clock MCU DS1302 DHT11目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (V)1 绪论 (1)1.1电子时钟的研究背景 (1)1.2电子时钟的国内外研究现状 (1)2 元件介绍 (3)2.1单片机STC89C52 (3)2.2实时时钟芯片DS1302 (5)2.3温湿度传感器DHT11 (7)2.4液晶显示屏LCD12864 (8)2.5本章小结 (8)3 总体方案 (9)3.1系统的设计思路 (9)3.2系统硬件描述 (9)3.3系统软件描述 (10)3.4设计流程 (10)3.5本章小结 (10)4 系统硬件架构 (11)4.1单片机最小系统 (11)4.2时钟模块 (13)4.3温湿度传感器模块 (13)4.4液晶显示模块 (13)4.5按键模块 (14)4.6蜂鸣器报警模块 (14)4.7本章小结 (15)5 软件设计 (16)5.1 软件设计总体说明 (16)5.2系统程序流程图设计 (16)5.3系统程序设计(见附录) (20)5.4本章小结 (20)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录一 (24)附录二 (25)前言近年来,电子产品的成长越来越快,社会竞争也更剧烈,人们对电子时钟的要求更高了。
单片机电子时钟的设计摘要单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视和关注,应用很广、发展很快。
单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。
由于具有上述优点,在我国,单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面,而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
这次毕业设计通过对它的学习、应用,以AT89S51芯片为核心,辅以必要的电路,设计了一个简易的电子时钟,它由4.5V直流电源供电,通过数码管能够准确显示时间,调整时间,从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。
关键词:单片机 AT89S51 电子时钟数码管Design of the singlechip electronics clockAbstractSingle slice machine from published in 70's for 20 centuries, is compare with its very high function price, is value by people and pay attention to, apply very widely, develop very quickly. Single slice the machine physical volume is small,the weight is light,the anti- interference ability is strong,the environment haven't high request,the price is cheap,the credibility is high,vivid good,develop more easy. In order to having an above-mentioned advantage, at the our country, single slice the machine is broadly applied already to turn an equipment at industrial automation control,automatic examination,intelligence instrument appearance,home appliances,electric power electronics,the machine electricity integral whole etc. each aspect, but 51 machines is is a typical model most and have a representative most in each machine of a kind. This graduation design passes to its study and application, Take the AT89S51 chips as core, assist with the electric circuit of the necessity, design a simple electronics clock, it from the 4.5 V direct current power supply power supply, pass the figures tube can accurate manifestation time, adjust time。
本科毕业论文基于89C51单片机电子数字时钟的设计目录第一章第一章 电子时钟的总体设计电子时钟的总体设计 ....................................................................................................... ...................................................................................................... 44 1.1 设计目的设计目的.......................................................................................................................... 4 1.1.1 课程设计课程设计 ............................................................................................................... 4 1.1.2 AT89C51芯片的串口功能芯片的串口功能.................................................................................... 4 1.1.3用keil 软件进行编程与调试 .................................................................................. 4 1.2 设计任务设计任务 .......................................................................................................................... 4 1.3 设计思路设计思路.......................................................................................................................... 4 第二章第二章 硬件系统的设计硬件系统的设计............................................................................................................... .............................................................................................................. 66 2.1 电路原理图设计电路原理图设计 .............................................................................................................. 6 2.1.1 电子钟的硬件电路框图电子钟的硬件电路框图...................................................................................... 6 2.2 AT89C51引脚及其功能 (6)2.2.1 AT89C51的原理及说明的原理及说明 ........................................................................................ 6 2.2.2 引脚功能引脚功能 ............................................................................................................... 7 2.3 驱动部件驱动部件 .......................................................................................................................... 8 2.4 显示部分显示部分.......................................................................................................................... 9 第三章第三章 软件系统的设计软件系统的设计............................................................................................................. ............................................................................................................ 110 3.1 电子钟的主程序电子钟的主程序............................................................................................................ 11 3.2 电子钟的显示子序电子钟的显示子序 ........................................................................................................ 12 3.3 定时器中断服务程序定时器中断服务程序 .................................................................................................... 13 3.4 电子时钟设计程序清单电子时钟设计程序清单 ................................................................................................ 15 3.5 程序进行编译仿真程序进行编译仿真........................................................................................................ 18 3.5.1 89C51程序 ......................................................................................................... 18 3.5.2 用PROTEUS ISIS 进行电子万年历的仿真测试 . (20)第四章第四章对89C51设计的电子时钟的总结................................................................................. 22 参考文献 ........................................................................................................................................ . (2)23摘要本次实训是基于AT89C51单片机电子钟的设计,对时、分、秒的显示的控制,时、分、秒用六位数码管显示LED 数码管时钟电路采用24小时计时方式。
多功能电子钟毕业设计多功能电子钟毕业设计随着科技的发展,电子产品在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
电子钟作为一种常见的家居电子产品,已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而,目前市面上的电子钟功能单一,只能显示时间,无法满足人们对多样化功能的需求。
因此,我决定以多功能电子钟为毕业设计的主题,设计一款集多种功能于一体的电子钟。
首先,我计划在电子钟上增加一个温度显示功能。
这样,人们可以方便地了解当前的室内温度,无需额外的温度计。
这对于那些需要时刻掌握室内温度的人来说,将是一个非常实用的功能。
其次,我打算在电子钟上加入一个闹钟功能。
这个功能将允许用户设定多个闹钟,以满足不同时间的提醒需求。
而且,我还计划设计一个智能闹钟功能,可以根据用户的睡眠状态智能调整闹钟的响铃时间,以确保用户在最佳时机醒来,避免睡眠中断。
另外,我还想在电子钟上加入一个音乐播放功能。
这样,用户可以通过连接手机或其他音乐设备,将喜欢的音乐通过电子钟播放出来。
同时,我还将设计一个定时关闭音乐的功能,以免用户忘记关闭音乐而影响休息。
除了以上功能,我还计划在电子钟上增加一个倒计时功能。
这个功能可以帮助用户倒计时特定的时间段,比如做饭、运动等。
用户只需设置倒计时的时间,电子钟将会进行倒计时,并在时间结束时发出提醒。
另外,我还打算在电子钟上加入一个日历功能。
用户可以通过电子钟查看当前日期,并设置提醒事项。
这样,用户不仅可以方便地了解日期,还可以及时提醒自己重要的事项,提高工作效率。
最后,我还计划在电子钟上加入一个天气预报功能。
通过连接互联网,电子钟可以获取实时的天气信息,并显示在屏幕上。
这样,用户可以方便地了解当天的天气情况,做好相应的准备。
综上所述,我将设计一款集温度显示、闹钟、音乐播放、倒计时、日历和天气预报等多种功能于一体的电子钟。
这款电子钟将为用户提供更多的便利和实用性,满足人们对多样化功能的需求。
我相信,通过这个毕业设计,我将能够提高自己的设计能力,并为人们的生活带来更多的便利和乐趣。
目录1..............设计整体思路2.............基本原理3.............单元电路设计及单元电路4..............安装调试步骤5..............故障分析与电路改进6..............总结与体会7..............参考文献8..............附录(元器件清单及总电路图)一.设计的整体思路:1.课程设计要求:要用时序逻辑电路设计出一个多功能可调的数字钟,这个数字钟要可调,能显示时分秒,并且要能准确的显示。
2.设计的目的:1 掌握集成电路的引脚安排2 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法3 理解数字钟的组成和工作原理4 熟悉数字钟的设计与制作要求:时间以24小时为一个计时周期显示时分秒有校时功能,可以分别对时分进行校时计数器有整点报时功能须有晶体振荡器提供表针时间基准信号画出电路原理图元器件及参数选择电路仿真及调试自行装配和调试,并能发现问题和解决问题编写设计报告二.基本原理及其框图1.主电路是由一个4060芯片,六个74161四位同步二进制计数器和六个CD4511七段显示译码器构成。
其中4060是用来产生始终脉冲信号,74161是用来计数的工作时,每秒一次的方波作为“秒”脉冲信号,因每分钟有60秒,所以“秒”计数器为六十进制计数器,“分”的计数器亦同,而“时”采用二十四进制计数器。
当“秒”计数器满60时,输出秒进位脉冲,送“分”计数器;当“分”计数器满60时,输出“分”进位脉冲,送“时”计数器计数;当“时”计数器满24小时候,“时”“分”“秒”计数器同时自动复零。
每个计数器输出均要经过译码器,显示器显示时钟的“时”“分”“秒”。
三.单元电路设计及单元电路1.如图所示:多谐振荡器该电路由一个4060,一个晶振和一个10M电阻两个22pf电容组成.如图所示2.译码显示电路如图所示:该电路由一个4511BD芯片与共阴极数码管构成图3——1该电路时有两个74LS161和一个74LS04与门,两个数码管和两个的CD4511译码器构成,他们构成一个六十进制计数器,是用来显示秒。
学士学位毕业设计(论文)基于单片机的多功能数字电子钟设计学生姓名:XX学号:XXXXXX指导教师:XXXX所在学院:XXXXXXXX专业:XXXXXXXXXXXXX中国·大庆2014 年 5 月黑龙江八一农垦大学本科毕业设计(论文)任务书注:1.任务书由指导教师填写后交给学生,要求学生妥善保存。
2.此任务书夹于论文扉页与论文一并装订,作为论文评分依据之。
摘要电子钟是当今社会中最主要的计时工具,它广泛的被应用在电脑,手机,和其他社会生活的各个方面,和所有要求时间的场所。
20世纪90年代,电子技术的飞速成长推动了现代电子商品的发展,电子产品已经深入社会的各个领域,为社会生产力的发展和社会信息化程度的发展提供了强大的动力,电子技术的发展如今越来越快,电子产品的更新换代的节奏更快。
在当今社会,人们越来越重视时间,生活节奏越来越快,时间就是金钱。
时间如果不准确,会对那些需要精确时间的人带来极大的麻烦。
本设计的核心元件是STC89C52,LCD12864液晶模块、DHT11温湿度感应模块、DS1302时间模块及按键模块组成。
本设计实现了万年历的基本功能,显示年、月、日、时、分、秒、星期,温湿度而且可以整点报时,闹表功能,无源时钟芯片再接一个3V电源,掉电后能正常工作,重新上电后不用调整时间。
整个设计具有操作简单,性价比高,环保无噪音,低功耗等优点。
关键词:电子时钟单片机DS1302 DHT11ABSTRACTDigital electronic clock is one of the main timing tool in the modern world, widely used cell phones, computers, cars and so on all aspects of social life, and the time required for the occasion.20th century, electronic technology gained rapid development, driven in its modern electronics into almost all areas of society, a strong impetus to the development of the social productive forces and social improvement in the level of information, but also to modern electronic products further improve the performance, product upgrading faster and faster pace.Modern life more and more attention from the concept of time, time and money can be said to equate. For those who are very strict on time and accurate grasp of people and things, time is not accurate will bring great trouble.This design uses AT89S52 micro-controller as the core component, attach ed above power-on reset circuit, crystal oscillator circuit, LCD12864B liquid crystal display modules, DHT11 temperature and humidity sensor module, DS1302 time module and key tone circuit.The design and implementation of the basic functions of the calendar, year, month, day, hour, minute, second, day, temperature and humidity but also the whole point timekeeping, alarm clock function, followed by a clock chip passive 3V power supply can power down after working properly, do not adjust the time after power outages. The whole design is simple, cost-effective, environmentally friendly no noise, low power consumption.Keywords: Electronic Clock MCU DS1302 DHT11目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (V)1 绪论 (1)1.1电子时钟的研究背景 (1)1.2电子时钟的国内外研究现状 (1)2 元件介绍 (3)2.1单片机STC89C52 (3)2.2实时时钟芯片DS1302 (5)2.3温湿度传感器DHT11 (7)2.4液晶显示屏LCD12864 (8)2.5本章小结 (8)3 总体方案 (9)3.1系统的设计思路 (9)3.2系统硬件描述 (9)3.3系统软件描述 (10)3.4设计流程 (10)3.5本章小结 (10)4 系统硬件架构 (11)4.1单片机最小系统 (11)4.2时钟模块 (13)4.3温湿度传感器模块 (13)4.4液晶显示模块 (13)4.5按键模块 (14)4.6蜂鸣器报警模块 (14)4.7本章小结 (15)5 软件设计 (16)5.1 软件设计总体说明 (16)5.2系统程序流程图设计 (16)5.3系统程序设计(见附录) (20)5.4本章小结 (20)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录一 (24)附录二 (25)前言近年来,电子产品的成长越来越快,社会竞争也更剧烈,人们对电子时钟的要求更高了。
本科生毕业设计(论文)毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:2009届本科毕业设计(论文)资料第一部分毕业论文(2009届)本科毕业设计(论文) 新型多功能电子闹钟设计2009年6月摘要本文提出了一种基于AT89C51单片机的新型多功能电子闹钟。
通过对设计方案的比较与论证,选择了适合本设计的时钟模块、闹铃模块、温度检测模块、键盘及显示模块、电源模块设计方案。
其中实时时钟采用DS12C887实现年月日时分秒等时间信息的采集和闹钟功能;温度检测模块由DS18B20集成温度传感器对现场环境温度进行实时检测;键盘和数码管与ZLG7289连接,通过键盘数码管可方便地校对时钟和设置闹钟时间;用蜂鸣器进行声音指示;采用7805 三端稳压集成芯片稳定输出5V直流电压。
通过对AT89C51单片机最小系统的原理分析,结合论文的设计要求,完成了系统流程图及系统程序的设计。
本设计可实现时间显示、闹钟设置、环境温度测量、交直流供电电源等功能。
关键词:单片机,电子闹钟多功能设计,温度检测,交直流供电ABSTRACTIn this article a new type of multi-functional electronic alarm clock, is based on AT89C51 single-chip controller is designed. Through the comparison of design and feasibility studies, choosing a design of the clock module, alarm module, the temperature detection module, a keyboard and display module, and power module design. Real time clock uses DS12C887 to achieve accurate date and alarm function such as the collection of time information; Temperature detection detects the on-site real-time by the integrated temperature sensor DS12B20 ambient temperature; keyboard and digital tube are connected with ZLG7289, can be easy to proof-reading alarm clock and set up time; It use buzzer for voice instructions; Using 7805 three-terminal regulators chip output DC voltage of 5V. By analysis the minimum system’ principium of singlechip AT89C51, combine the request of this character, I finished the design of system flow chart and system program.The design can achieve the goal of time display, the alarm settings, the ambient temperature measurement, AC-DC power supply functions.Key word: AT89C51, the temperature sensor DS18B20, keyboard and demonstrates the ZLG7289, buzzer7805目录第1章绪论 (1)1.1 电子闹钟研究的背景 (1)1.2 本课题研究的意义 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (2)第2章电子闹钟硬件电路设计 (4)2.1 电子闹钟总体设计方案的比较与论证 (4)2.1.1 设计要求 (4)2.1.2 设计方案的比较和论证 (4)2.2 电子闹钟主机电路设计及原理 (5)2.2.1 AT89C51芯片概述 (5)2.2.2 系统时钟电路设计 (8)2.2.3 系统复位电路设计 (8)2.3 时钟模块的设计及原理 (9)2.3.1 时钟模块设计方案比较比较与论证 (9)2.3.2 DS12C887芯片概述 (9)2.3.3 DS12C887与单片机的连接图 (14)2.4 温度检测模块的设计及原理 (14)2.4.1 温度检测模块设计方案比较与论证 (14)2.4.2 DS18B20芯片概述 (14)2.4.3 DS18B20的内部结构 (15)2.4.4 DS18B20在设计中的连接图 (17)2.5 闹铃声光指示电路设计 (17)2.6 键盘及显示电路设计 (18)2.6.1 ZLG7289芯片概述 (18)2.6.2 ZLG7289在设计中与键盘及数码管的连接图 (20)2.7 电源电路的设计 (20)第3章系统原理分析及软件部分 (22)3.1 原理分析 (22)3.2 单片机最小系统 (22)3.3 系统软件部分 (23)3.3.1 软件总体设计 (23)3.3.2 系统流程图及程序 (23)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录1 (29)附录2 (31)湖南工业大学本科毕业设计(论文)第1章绪论1.1 本课题研究的背景随着科学技术的进步,现在的闹钟也不再是过去的老样子。
毕业论文诚信承诺书本人郑重承诺:我所呈交的毕业论文《多功能数字电子钟的设计》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,论文使用的数据真实可靠。
承诺人签名:日期:年月日多功能数字电子钟的设计摘要多功能数字电子钟凭借自身优势在生活中得到了广泛的运用,一个数字时钟的控制核心是单片机。
通过单片机的时钟信号达到实现计时的功能,时间数据可以经由单片机输出,利用显示器显示出结果。
校时,定时,闹钟,倒计时等功能利用键盘实现。
本毕业设计通过51系列单片机AT89C2051来设计多功能数字电子时钟,编程用C语言,能够实现秒,分,小时和日,月,年的准确显示、定时闹钟等功能。
本次毕业设计的电子时钟系统由时钟电路,LED显示电路,定时报警电路,按键调整电路组成。
数字时钟芯片具有可编程的优点,功能扩展容易,如在电路板上留有一个温度传感器,电源输出插座等,易于功能扩展。
关键词:单片机;AT89C2051;C语言The design of the multi-functiondigital electronic clockABSTRACTMulti-function digital electronic clock with their own advantages have been widely used in life, the control center is a single-chip digital clock. Achieve timing functions through the microcontroller clock signal is reached, the time data can be output via the MCU using the display shows the results. When the school, timing, alarm clock, countdown and other functions using the keyboard implementation. The graduation AT89C2051 through 51 series multifunction digital electronic clock design, Using C programming language, can be achieved in seconds, minutes, hours and days, months, years to accurately display, timing alarm clock and other functions. The graduate design electronic clock system by the clock circuit, LED display circuit, timer alarm circuit, key adjustment circuit. Programmable digital clock chip has the advantage of easy extensions, for leave a temperature sensor, a power outlet on the board and others,it is very easy for extensions.Keyword:MCU; AT89C2051;C programming language目录1绪论 (1)1.1 数字钟发展史 (1)1.2 研究背景 (2)1.3 研究状况 (3)1.4 未来发展趋势 (4)1.5 数字钟设计研究内容 (4)1.6本章小结 (5)2单片机 (6)2.1单片机(Single Chip Microsoftcomputer,简称MCU)简介 (6)2.2单片机的发展历程 (6)2.2.1探索阶段 (6)2.2.2结构体系的完善阶段 (7)2.2.3发展阶段 (7)2.2.4MCU的成熟阶段 (8)2.351单片机的概况 (9)2.4单片机的应用及前景 (10)2.5本章小结 (10)3各个模块的特性及结构 (11)3.1 AT89C2051单片机模块 (11)3.2 LED显示模块 (15)3.2.1LED数码管的原理 (15)3.2.2LED数码管驱动方式 (17)3.3 多功能数字电子钟技术路线 (18)3.3.1多功能数字电子钟结构、流程图 (18)3.3.2功能实现路线 (19)3.4 本章小结 (19)4硬件电路设计 (20)4.1 复位电路 (20)4.2 按键电路 (20)4.3 时钟电路 (21)4.4 显示控制电路 (22)4.5 数码管显示电路 (22)4.6 电源电路设计 (23)4.7 综合电路的实现 (23)4.8 本章小结 (24)5系统软件的设计 (25)5.1 调时功能 (25)5.2 显示功能 (26)5.3 程序设计 (26)5.4 本章小结 (26)6.1 Proteus软件简介 (27)6.2 Proteus的功能模块 (27)6.3 Proteus的贡献 (29)6.4 电路仿真设计 (29)6.5 本章小结 (30)7多功能数字电子钟展示 (31)7.1 电子钟展示 (31)7.2 本章小结 (35)8工作的总结与未来工作的展望 (36)8.1 工作总结 (36)8.2 未来展望 (37)参考文献 (38)致谢 (40)附录 (41)附录1:程序 (41)附录2:元件清单 (42)附录3:外文文献 (43)1绪论1.1 数字钟发展史中国是人类文明中最先发明计时仪器的国度。
单片机电子时钟毕业论文设计电子时钟是一种通过电子技术实现时间显示的设备,具有时间准确、操作简单、功能丰富等特点。
本设计基于单片机技术,以8086单片机为核心控制单元,实现了电子时钟的时间显示、闹钟设置、日历查询等功能。
本论文主要包括硬件设计与软件设计两个方面。
一、硬件设计电子时钟的硬件设计包括时钟电路、显示电路和调试电路三部分。
1.时钟电路时钟电路采用晶体振荡器作为信号源,通过外部输入电路将晶振的运行频率转换为单片机可用的时钟脉冲信号,并与封装在单片机内部的计数器相连。
2.显示电路显示电路由显示模块、驱动模块和输入模块组成。
显示模块采用数码管实现时间的显示,其中包括时、分、秒三个数码管以及闹钟时间的显示。
驱动模块将单片机的输出信号转化为适合数码管显示的信号,并进行相应的时序控制。
输入模块通过按键输入实现对时钟的设置和调整。
3.调试电路调试电路主要用于对电子时钟的运行状态进行监测和调试。
其中包括状态指示灯、背光控制电路和串口调试接口。
状态指示灯用于指示时钟的工作状态,背光控制电路用于控制数码管的亮度,串口调试接口用于通过计算机对时钟进行调试和数据交互。
二、软件设计软件设计包括时钟显示、闹钟设置和日历查询三个功能模块。
1.时钟显示通过单片机的定时器和计数器模块,实现对系统时钟的实时计时和更新。
根据计时结果,将时、分、秒数据分别送到相应的数码管显示。
通过按键输入,实现对时间的调整和设置。
2.闹钟设置通过按键输入,设置闹钟的触发时间。
当系统时间与闹钟时间一致时,触发相应的闹钟功能,比如闹铃声响起或者背光闪烁等。
3.日历查询通过按键输入,查询相应的日期和星期。
根据计时结果,实时更新日期和星期的显示。
三、实验结果设计的电子时钟能够准确显示时间,并具备闹钟设置和日历查询功能。
在实际测试中,时钟的时间显示精度达到毫秒级别,闹钟的触发精度达到秒级别,操作简单方便。
总结:本论文以8086单片机为核心,通过硬件设计和软件设计实现了电子时钟的时间显示、闹钟设置和日历查询等功能。
论文_单片机电子时钟毕业设计论文大学电子信息工程专业题目:单片机电子时钟设计与实现摘要电子时钟是现代社会中广泛应用的一项技术,在家庭、办公场所及公共交通等场合发挥着重要的作用。
本文通过使用单片机作为主要控制器,设计实现了一款功能齐全的电子时钟,能够准确显示时间,并提供诸多实用功能。
本设计的实施,不仅加强了学生对单片机的理论知识的掌握,并且培养了学生的实践动手能力。
关键词:单片机;电子时钟;设计与实现;功能引言随着现代科技的飞速发展,电子时钟已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
相较于传统的机械时钟,电子时钟具有精度高、功能多样化等特点,因此受到了广大用户的欢迎和喜爱。
本毕业设计旨在设计与实现一款功能齐全、性能优良的电子时钟,实现对时间的准确显示,并且提供一些实用功能,满足用户的需求。
主体部分1.单片机的选择与详细设计本设计选用了XX型单片机作为主要控制器,该款单片机具有较高的性能和较大的存储容量,适合实现电子时钟的各项功能。
详细设计包括时钟的显示、设置、闹钟功能等。
2.时钟显示模块设计采用数码管显示时间,通过单片机控制显示部分的电路,能够准确显示小时、分钟和秒钟,并且支持12小时制和24小时制切换。
3.时间设置模块设计通过按钮输入,实现对时钟时间的设置。
通过单片机的输入捕获功能,将输入的时间信息转化为数字存储,从而实现对时间的设置。
4.闹钟功能设计设计一个基于单片机定时器模块的闹钟功能,能够在设定的时间点触发闹钟,发出声音提醒用户。
5.其他实用功能的实现本设计还包括了温湿度检测、LED背光等功能的实现。
通过温湿度传感器,能够实时检测环境的温湿度,并在LED显示屏上显示出来。
结论本文基于单片机的电子时钟设计与实现,通过详细设计和实验验证,成功地实现了一款功能齐全、性能优良的电子时钟。
通过本设计的实施,不仅加强了学生对单片机的理论知识的掌握,并且培养了学生的实践动手能力。
同时,该电子时钟具有准确显示时间、方便操作、功能齐全等特点,满足了用户对电子时钟的需求。
本科生毕业设计基于单片机电子钟的设计及仿真独创性声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文(设计)是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外,论文(设计)中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文(设计)中作了明确的说明并表示了谢意。
签名:年月日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文(设计)的规定,即:有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文(设计)的复印件和磁盘,允许毕业论文(设计)被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业论文(设计)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文(设计)。
本人论文(设计)中有原创性数据需要保密的部分为(如没有,请填写“无”):签名:年月日指导教师签名:年月日本论文介绍了用AT89C51单片机控制的数字钟的硬件结构与软件设计,给出了C语言源程序。
此数字钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
它的计时周期为24小时,显示满刻度为23时59分59秒,另外应有校时功能。
该电路由时钟发生器,时间计数器,译码驱动电路,显示电路组成。
根据60秒为1分、60分为1小时、24小时为1天的计数周期。
构成秒、分、时、日、月、年的计数,实现计时的功能。
用七段数码管能够显示清晰直观的数字。
关键词:单片机;AT89C51;数字钟;ABSTRACTThe paper mainly presents the hardware and software design of the digital clock using AT89C51. The source program using C Language is given. This digital clock is a time device, which can display "hour", "minute", "seconds". Its time period is 24 hours and full-scale is 23 hours, 59 minutes, 59 seconds and it has the function of time adjustment. The circuit consists of the clock pulse generator,the clock counter, decoding drive circuit, digital display circuit and the time adjustment circuit. It generates time standard signal using crystal oscillator, here is the quartz crystal oscillator. Because 60 seconds is 1 minute, 60 minutes is 1 hour and 24 hours is 1 the second, minute, hour, day, month, year count, to achieve the function of selects word 7 segment ,it can display showing clear and intuitive figures.Keywords: Single-chip microcomputer ;AT89C51;Digital clock;1 引言 (1)2 设计的要求及目的 (1)设计要求 (1)设计目的 (2)3 单片机的介绍 (2)单片机的组成 (2)单片机的特点 (2)4 硬件设计 (3)单片机模块 (4)主要特性 (5)管脚说明 (6)时钟模块 (7)DS1302工作原理 (7)DS1302的引脚功能 (7)DS1302的寄存器 (8)复位电路模块 (8)LED显示模块 (9)LED介绍 (9)MAX7219工作原理 (9)电源模块 (12)按键模块 (13)5 软件设计 (14)6 仿真 (20)7 结论 (22)参考文献 (23)附件 (24)致谢 (25)1 引言在二十一世纪,电子技术发展迅猛的今天,在其推动下,现代电子产品已经渗透到了社会的各个领域,着实地推动了社会生产力的发展和大幅度地提高了社会信息化,同时也使电子产品的性能进一步提高,产品更新替代时间原来越短。
摘要摘要多功能数字钟的应用非常普遍,由单片机作为数字钟的核心控制器,通过它的时钟信号进行实现计时功能,将其时间数据经单片机输出,利用显示器显示出来。
通过键盘可以进行校时,定时等功能。
本系统利用单片机实现其具有计时,校时等功能的数字时钟,是以单片机STC89C52 为核心元件同时采用数码管同时显示“时,分,秒,星期,年,月,日”的现代计时装置。
显示极具人性化,另外具有校时功能,闹钟功能和节电保护功能。
利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活,便于功能的扩充等优点,如在电路板上预留有电源输出,温度传感插座等插座,便于功能扩展。
关键词:STC89C52 单片机 DS12887ABSTRACTABSTRACTMulti-functional digital clock was very common by the MCU as the core controller of the digital clock, the clock signal timing function, time data is output by the microcontroller, the display. Through the keyboard can be school, timing and other functions. This system uses the MCU with the timing, school functions such as digital clock is The microcontroller STC89C52 as the core component at the same time Led also shows "hours, minutes, seconds, week, year, month, day" timing device. Show a very humane, the other school functions, alarm clock function and the power saver function. MCU digital clock with programming flexibility, easy expansion of the function, etc., power output, temperature sensor socket outlet onthe circuit board is reserved for easy extensionsKeyword: STC89C52 MCU DS12887目录i目录第一章绪论 (1)1.1单片机(S INGLE C HIP M ICROSOFTCOMPUTER,)简介 (1)1.2单片机的发展历程 (1)1.2.151单片机的概况 (4)1.2.2单片机的应用及前景 (5)1.3电子钟 (5)1.3.1电子钟简介 (5)1.3.2电子钟的应用及发展 (6)第二章各个模块的特性及结构 (7)2.18051单片机模块 (7)2.2LED显示模块 (8)2.2.1LED数码管的原理 (8)2.2.2LED数码管驱动方式 (10)2.3电子钟的实现框图 (11)第三章硬件电路设计 (13)3.1复位电路 (13)3.2按键电路 (14)3.3时钟电路 (14)3.4显示控制电路 (15)3.5数码管显示电路 (15)3.6电源电路设计 (16)3.7时钟芯片模块 (16)3.8综合电路的实现 (16)3.9本章小结 (17)第四章系统软件的设计 (19)4.1调时功能 (19)4.2显示功能 (20)ii 目录4.3程序设计 (20)第五章电路仿真 (35)5.1P ROTEUS软件简介 (35)5.1.1Proteus的功能模块 (35)5.1.2Proteus的贡献 (37)5.2电路仿真设计 (38)第六章工作的总结与未来工作的展望 (41)6.1工作总结 (41)6.2未来展望 (41)致谢 (43)参考文献 (45)第一章绪论 1第一章绪论1.1单片机(Single Chip Microsoftcomputer,简称MCU)简介单片机又称为微控制器,在一块半导体芯片上集中了中央处理器(简称CPU),只读存储器(简称ROM),随机存储器(简称RAM),输出输出接口(简称I/O Interface),计时器(Timer/Counter),中断系统(Interrupt System)构成一台完整的数字计算机。
多功能电子时钟毕业论文设计目录摘要 ................................................... 错误!未定义书签。
Abstract ................................................. 错误!未定义书签。
绪论 .. (1)1. 多功能电子时钟研究的背景和意义 (1)2. 电子时钟的功能 (2)第一章电子时钟设计方案分析 (3)1.1 FPGA设计方案 (3)1.2 单片机设计方案 (3)第二章基于单片机的电子时钟硬件设计 (5)2.1 主要IC芯片选择 (5)2.1.1 微处理器选择 (5)2.1.2 时钟芯片选择 (6)2.1.2.1 DS1302简介及引脚说明 (7)2.1.2.2DS1302的控制字和读写时序说明 (8)2.1.2.3DS1302的片寄存器 (10)2.2 电子时钟硬件电路设计 (12)2.2.1 时钟电路设计 (13)2.2.2 显示电路设计 (14)2.2.3 按键电路设计 (15)2.2.4 闹铃电路设计 (17)2.2.5 复位电路设计 (18)第三章电子时钟软件设计 (20)3.1 主程序设计 (20)3.2 子程序设计 (21)3.2.1日历子程序设计 (21)3.2.2 显示子程序设计 (21)3.2.3 键盘扫描子程序 (22)3.2.4 闹铃子程序设计 (22)第四章系统调试 (26)4.1 硬件调试 (27)4.1.1 单片机基础电路调试 (27)4.1.2 显示电路调试 (28)4.1.3 DS1302电路调试 (30)4.1.4 按键电路调试 (31)4.2 软件调试 (32)4.2.1 键盘子程序调试 (32)4.2.2 时钟日历子程序调试 (32)结论 (33)参考文献 (34)附录一程序 (35)附录二多功能电子时钟元器件一览表 (60)附录三多功能电子时钟硬件原理图 (61)致谢 (63)绪论时间是人类生活必不可少的重要元素,如果没有时间的概念,社会将不会有所发展和进步。
XX大学本科生毕业设计说明书(毕业论文)题目:单片机多功能电子钟的设计—硬件设计学生姓名:昊天学号:20011616专业:电子信息工程班级:010203指导教师:刘华摘要电子钟主要是利用现代电子技术将时钟电子化、数字化。
与传统的机械钟相比,具有时钟精确、显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到广泛应用。
另外,在生活和工农业生产中,人们对电子钟的功能又提出了诸多要求:报时、闹钟、日历、温度显示,这就需要电子时钟的多功能性。
根据人们的不同要求,本设计主要为实现一款可正常显示时钟/日历、测量环境温度、带有定时闹铃的多功能电子时钟。
笔者通过查阅大量的资料。
对当前电子钟开发技术进行了认真的比较和分析,最终确定采用单片机技术实现多功能电子时钟。
本设计基于AT89C51芯片作为核心,7位LED 数码管显示,使用DS1302时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能,同时利用DS18B20温度传感器测量环境温度。
这种设计方法的优点是电路简单,性能稳定,实时性好,时间和温度精度高,性价比高,开发较为容易。
关键词:电子时钟;多功能;DS1302时钟日历芯片;AT89C51;温度传感器The Design with Investigation of the Multi-function ElectronClock-The Design of the HardwareAbstractThe electronic clock mainly uses the electronic technology make the clock computerization, the with the traditional mechanical bell, it has the clock precision, intuitive display, the advantages of no mechanical transmission device, which is widely addition, living and industrial and agricultural production, people on the clock's function has also put forward many demands: alarm clock, calendar, temperature display, so electronic clock need multi-function.According to the different requirements of the people, the design for the main implementing a clock/calendar can be displayed normal, collecting personal ambient temperature, with the timing alarm of the multi-function electronic clockThrough access to a lot of and analysising the development technology of the electron clock, the design determines to use the MCU technology to realize the multi-functional electron clock. This design application AT89C51 as a core chips, 7 LED digital displaying, using DS1302 real-time clock chip to complete the basic function of the clock/calendar. At the same time the design use of DS18B20 temperature sensors to collect the environmental temperature. The method has the advantage of being simple circuit, reliable performance, good real-time, high precision of the time and temperature, cost-effective to develop more easily.Key words:Electronic clock; Multi-function; DS1302; AT89C51; Temperature pickup目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)多功能电子时钟研究的背景和意义 (1)电子时钟的功能 (2)第二章电子时钟设计方案分析 (3)NE555时基电路设计方案 (3)单片机设计方案 (4)第三章基于单片机的电子时钟硬件设计 (5)主要IC芯片选择 (5)微处理器选择 (5) (6)DS1302简介 (6)DS1302引脚说明 (7)DS1302的控制字和读写时序说明 (7)DS1302的片内寄存器 (9)环境温度传感器选择 (10)常用温度传感器比较 (10)DS18B20简介 (11)DS18B20内部结构 (11)电子时钟硬件电路设计 (13)时钟电路设计 (14)环境温度采集电路设计 (14)显示电路 (15)按键电路设计 (16)闹铃电路设计 (17)复位电路设计 (18)第四章电子时钟软件设计 (20)主程序设计 (20)子程序设计 (20)实时时钟日历子程序设计 (20)环境温度采集子程序设计 (21)显示子程序设计 (24)键盘扫描子程序 (25)闹铃子程序设计 (25)结论 (29)参考文献 (30)附录A 多功能电子时钟元器件一览表 (31)附录B 多功能电子时钟硬件原理图 (32)致谢 (33)第一章引言一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴。
基于单片机的智能电子钟系统设计姓名:李永健、王海、吕军梅、巩珍珍课题组的分工或贡献:每人完成的百分比或者每人负责的内容课程名称: MCS-51单片机应用设计指导教师:李林2014年12月基于单片机的智能电子钟系统设计李永健、王海、吕军梅、巩珍珍(信息科学与工程学院)摘要:电子钟是一种利用数字电路来显示时间的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到广泛应用。
本设计通过以单片机芯片STC89C51为核心,通过软件编程完成时钟及定时的基本功能,温度芯片DS18B20完成温度测量功能。
采用了六位数码管动态显示时、分、秒,两个LED灯分别指示上下午,同时还有两个LED灯每半秒分别闪烁一次。
通过4个外部按键可以控制小时和分钟的定时和定闹以及报警。
此电子钟具有性能优越,操作简单等优点。
关键词:智能电子钟、STC89C51、LED数码管、DS18B20目录一、项目目的二、项目要求三、基本原理四、设计方案(一)系统整体设计思想(二) 电子钟计时(三) 数码管显示(四) 调时(五) 定闹、报警(六) 温度采集五、结论六、参考文献七、附录一附录二一、项目目的1. 掌握单片机各个功能模块(并行I/O口、中断系统、定时器/计数器)的工作原理、性能和特点;2、掌握单片机外围电路的设计方法和仿真方法;3、掌握单片机外围电路的调试方法;4、掌握单片机外围电路设计报告的撰写方法;5、培养团队合作精神、项目组织与管理、交流表达能力;6、培养责任感和职业道德。
二、项目要求本课程三级项目要求学生使用MCS-51系列单片机设计并制作一个具有时间显示、按键调时、闹钟报警、温度测量、遥控和自动调时等功能的软硬件系统,可实现六项基本功能分别如下:1) 时间显示:采用六个数码管显示当前时间:小时、分钟、秒。
2) 温度显示:采用两个数码管显示当前环境温度。
3) 上下午指示:采用两个发光二极管来指示上下午。
前言电子科技日新月异,人们对现代电子设备的智能化和微型化及其精度提出了更高的要求,而单片机因其具有稳定可靠、体积小、价格低廉等特点,成为设计智能化仪器仪表的首选微控制器,因此本次我们没有选用传统的专用的时钟芯片,而是采用了AT89S51芯片,此款单片机可以使用软件对其进行在线编程,其灵活性和可靠性都相对提高。
通过此次实物制作,增强了我们的动手能力,把理论与实践融合在一起。
同时,也进一步加深了对单片机的硬件结构的理解和巩固,编程能力也得到了提高。
在此将电子钟制作过程中用到的知识进行了一些总结,并记录了遇到的问题,希望自己今后能注意。
同时也希望能成为读者的参考资料,能帮助读者避免出现相同的问题,并能从中得到一些启发。
目录1 多功能电子表说明及总体方案介绍 (1)1.1 多功能电子表计时方案 (1)1.2 多功能电子表键盘/显示方案 (2)2 电子钟的工作原理 (4)3 多功能电子表原理框图、原理图及PCB图 (5)3.1 多功能电子表原理框图 (5)3.2 多功能电子表整机原理图 (5)3.3 多功能电子表电路PCB图 (7)4 多功能电子表元器件清单 (9)5 多功能电子表单元电路工作原理及芯片 (11)5.1 电源电路工作原理 (11)5.2 时钟电路工作原理 (11)5.3 复位电路工作原理 (12)5.4 键盘电路工作原理 (12)5.5 显示器工作原理 (13)5.6 AT89S51芯片 (17)5.7 74LS244芯片 (20)5.8 S8550PNP三极管 (21)5.9 四位一体数码管 (23)6 单片机硬件资源分配 (25)7 程序流程图 (26)8 电子钟程序清单 (32)9 误差分析 (40)10 电子钟使用说明 (43)11 设计体会 (44)12 教学意见 (45)13 参考资料 (46)1 多功能电子表说明及总体方案介绍本次设计电子钟系统功能简单,用单片机的最小系统就能得以实现。
而单片机的最小系统设计中实际上最重要的就是对键盘/显示器接口电路的设计,由于系统功能不同所以要求就不同,接口设计也就不同。
对一个键盘/显示器接口设计应从整个系统出发,综合考虑软、硬件特点。
下面是本人在设计前对各种设计方案的考虑:1.1 多功能电子表计时方案方案一:采用实时时钟芯片实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能,计时数据的更新每秒自动进行一次,不需程序干预。
计算机可通过中断或查询方式读取计时数据进行显示,因此计时功能的实现无需占用CPU的时间,程序简单。
此外,实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源,具备永不停止的计时功能;具有可编程方波输出功能,可用做实时测控系统的采样信号等;有的实时时钟芯片内部还带有非易失性RAM,可用来存放需长期保存但有时也需变更的数据。
由于功能完善,精度高,软件程序设计相对简单,且计时不占用CPU时间,因此,在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。
方案二: 软件控制。
利用单片机内部的定时/计数器进行中断定时,配合软件延时实现时、分、秒的计时及秒表计时。
该方案节省硬件成本,且能使设计者对单片机的指令系统能有更深入的了解,从而掌握单片机应用技术MCS-51汇编语言程序设计方法,因此,本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时。
而由于ATMEL公司的AT89S51单片机是低功耗的具有4KB在线可编程Flash存储器的单片机。
它与通用80C51系列单片机的指令系和引脚兼容。
片内的Flash可允许在线重新编程,也可使用通用非易失性存储器编程。
它将通用CPU和在线可编程Flash 集成在一个芯片上,形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能价格比的微控制器。
它的功能强大,而且也较容易购买,故本设计中所选的单片机为AT89S51单片机。
1.2 多功能电子表键盘/显示方案方案一: 8279扩展。
该方案方框图如图 1.2.1所示,8279是一种可编程的键盘/显示接口专用芯片,它含有键盘输入和显示输出两种功能,键扫描程序和动态显示程序全由8279硬件自动完成,此种方案能以比较简单的硬件电路和较少的软件开销实现单片机与键盘、LED 显示器的接口。
方案二: 8155扩展,LED 动态显示。
该方案方框图如图1.2.2所示,8155是一块可编程的接口芯片,与单片机的接口非常简单,它的键盘、显示共用一个接口电路,可节省I/O口。
但动态扫描方式需占用CPU 较多的时间,在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。
方案三: 串口扩展,LED 静态显示。
该方案方框图如图1.2.3所示,独立式键盘配置灵活,软件结构简单,按键较多时不宜采用。
静态显示占用口资源少,采用串口传输实现静态显示, LED 数码管与单片机之间通过6个移位寄存器相连,显示亮度有保证,但此方案的硬件开销大,电路复杂,信息刷新速度慢,比较适用于并行口资源较少的场合。
方案四: 独立式按键,LED动态显示。
该方案方框图如图1.2.4所示,独立式按键直接与单片机I/O口相连构成键盘,每个按键不会相互影响,因本系统用到的按键比较少,采用独立式键盘不会浪费I/O口线,所以本系统采用独立式键盘。
动态显示的亮度虽然不如静态显示,但其硬件电路较简单,可节省硬件成本,虽然动态扫描需占用CPU较多的时间,但本系统中的单片机没有很多实时测控任务,因此,本系统采用此种方案。
2 多功能电子表的工作原理本设计中的电子钟的核心是AT89S51单片机,其内部带有4KB在线可编程Flash存储器的单片机,无须外扩程序存储器,硬件电路主要由四部分构成:时钟电路,复位电路,键盘以及显示电路。
时钟电路是电子表硬件电路的核心,没有时钟电路,电子表将无法正常工作计时。
本系统时钟电路采用的晶振的频率为12MHz,定时器采用的是定时器0工作在方式1定时,用于实现时、分、秒的计时,定时时间为62.5ms。
复位电路可使电子表恢复到初始状态。
键盘可对电子表进行开启、停止,还能实现时、分、秒的显示及设定等操作。
显示电路由两个共阳级4位一体LED数码管构成,它的段控端和位控端通过74LS244及其S8550PNP型号三极管与AT89S51单片机的I/O口相连,显示器可使电子表显示出时、分、秒。
多功能电子表的计时原理为:上电后,电子表显示P.提示符,按下A键后,电子表从00:00:00开始计时。
当定时器0的定时时间满62.5ms后,定时器0溢出一次,溢出满16次后,电子表的秒加1,满60秒后,分加1,满60分后,时加1,满24时后,电子表重新从00:00:00开始计时。
3 多功能电子表原理方框图、原理图及PCB图3.1 多功能电子表原理方框图多功能电子表整机电路方框图如图3.13.2 多功能电子表电路原理图3.2.1多功能电子表电源电路原理图直流稳压电源电路原理图如图3.2所示3.2.2 多功能电子表整机电路原理3.3 多功能电子表电路PCB图3.3.1 多功能电子表电源电路PCB图电源电路PCB图如图3.4所示3.3.2 多功能电子表整机电路PCB图多功能电子表整机电路PCB图如图3.5所示3.5整机PCB图4 多功能电子表元器件清单多功能电子表电路所有元器件清单如表4.1所示5 多功能电子表单元电路工作原理介绍5.1 电源电路工作原理图5.1所示为集成直流稳压电源电路的原理图,本电源电路是由集成稳压器构成的。
电路可分成三部分:电源变压器部分、整流滤波部分和稳压部分。
变压器原边为工频交流220V电压,经过变压后,变压器副边的电压变为交流11V,11V交流电压经过桥式整流电路整流后变为直流10V电压,直流10V 电压作为CW7805的输入电压,CW7805输出+5V电压。
图中D2为整流桥,它由四个整流二极管接成电桥形式。
C3为滤波电容,C1用于抵消输入端较长接线的电感效应,以防止自激振荡,还可抑制电源的高频脉冲干扰。
一般取0.1——1μF。
CW7805为三端固定输出集成稳压器,其输入和输出电压都为固定值,它的输入电压为+10V,输出电压为+5V。
C2和C4用以改善负载的瞬态响应,消除电路的高频噪声,同时也具有消振作用。
5.2 时钟电路工作原理图5.2所示为时钟电路原理图,在AT89S51芯片内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。
而在芯片内部,XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容,从而构成一个稳定的自激振荡器。
时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后,才成为单片机的时钟脉冲信号。
5.3 复位电路工作原理图5.3所示为复位电路原理图,复位是单片机的初始化操作,其主要功能是把PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序,并使其它功能单元处于一个确定的初始状态。
本复位电路采用的是按键复位,它是通过复位端经电阻与VCC电源接通而实现的,它兼具上电复位功能。
因本系统的晶振的频率为12MHz,所以,复位信号持续时间应当超过2μS 才能完成复位操作。
5.4 键盘工作原理图 5.4所示为键盘原理图,本系统采用的是独立式键盘结构,每个按键单独占用一根I/O口线,每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。
它软件是采用查询式结构,首先逐位查询每根I/O口线的输入状态,如某一根I/O口线输入为低电平,则可确认该I/O口线所对应的按键已按下,然后,再转向该键的功能处理程序。
5.5 显示器工作原理系统采用动态显示方式,用P0口来控制LED数码管的段控线,而用P2口来控制其位控线。
动态显示通常都是采用动态扫描的方法进行显示,即循环点亮每一个数码管,这样虽然在任何时刻都只有一位数码管被点亮,但由于人眼存在视觉残留效应,只要每位数码管间隔时间足够短,就可以给人以同时显示的感觉。
图中的S8550作为驱动器,而8个510欧姆电阻则起限流作用。
由图5.5可知,要想让数码管那一段亮,在该数码管位控段为高电平的情况下给这段送低电平就可以了。
显示电路结构采用动态扫描的方式,所有数码管的段控端公用单片机P0口的8根输出口线,数码管的段控端a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 、dp 分别接到P0口的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7口线上,每个数码管的位控线单独占用单片机P2口一根输出口线,8位数码管从高位到低位分别接P2.0~P2.7引脚。
段控码(低电平有效)由P0口输出经上拉电阻上拉电压后通过锁存器74LS244送到数码管的段控端,位控码由P2口输出经三极管S8550驱动后送到数码管的位控端。
在单片机内部显示缓冲区79H 、7AH 、7BH 、7CH 、7DH 、7EH 内的值分别是秒的个位、秒的十位、分的个位、分的十位、时的个位、时的十位,显示器LED0、LED1、LED2、LED3、LED4、LED5分别显示秒的个位十位、分的个位十位、时的个位十位,由图5.5所示。