基于單片機(jī)的多功能電子鐘的畢業(yè)設(shè)計(jì).doc
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基于單片機(jī)的多功能電子鐘的畢業(yè)設(shè)計(jì),共88頁字?jǐn)?shù)：23234摘要電子時(shí)鐘主要是利用電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化、數(shù)字化，擁有時(shí)鐘精確、體積小、界面友好、可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。另外，在生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，也常常需要溫度，這就需要電子時(shí)鐘具有多功能性。本設(shè)計(jì)主要為實(shí)現(xiàn)一款可正常顯示時(shí)鐘/日歷、測量環(huán)境溫度、...
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基于單片機(jī)的多功能電子鐘的畢業(yè)設(shè)計(jì)
共88頁 字?jǐn)?shù)：23234
摘 要
電子時(shí)鐘主要是利用電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化、數(shù)字化，擁有時(shí)鐘精確、體積小、界面友好、可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。另外，在生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，也常常需要溫度，這就需要電子時(shí)鐘具有多功能性。
本設(shè)計(jì)主要為實(shí)現(xiàn)一款可正常顯示時(shí)鐘/日歷、測量環(huán)境溫度、帶有定時(shí)鬧鈴的多功能電子時(shí)鐘。
本文對當(dāng)前電子鐘開發(fā)手段進(jìn)行了比較和分析，最終確定了采用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多功能電子時(shí)鐘。本設(shè)計(jì)應(yīng)用AT89C51芯片作為核心，7位LED數(shù)碼管顯示，使用DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片完成時(shí)鐘/日歷的基本功能，同時(shí)利用DS18B20溫度傳感器測量環(huán)境溫度。這種實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，性能可靠，實(shí)時(shí)性好，時(shí)間和溫度精度高，操作簡單，編程容易。
該電子時(shí)鐘可以應(yīng)用于一般的生活和工作中，也可通過改裝，提高性能，增加新功能，從而給人們的生活和工作帶來更多的方便。
關(guān)鍵詞：電子時(shí)鐘；多功能；AT89C51；時(shí)鐘日歷芯片；溫度傳感器
The Design with Investigation of the Multi-function Electron Clock
－The Design of the Hardware
Abstract
The electronic clock mainly uses the electronic technology make the clock computerization, the digitization, with the clock precision, small size, friendly interface, scalable performance and other characteristics, was widely used in life and work. Measuring temperature, in life, industry and agricultural production, so electronic clock need multi-function.
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 clock.
Comparing 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 , simply operation, easy programming.
The electronic clock can be applied to the general living and working ,can also be modified to improve performance, add new functions, and brings more convenient to people’s life and work.
Key words: Electronic clock; Multi-function; AT89C51; DS1302; Temperature pickup
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 引 言 1
1.1 多功能電子時(shí)鐘研究的背景和意義 1
1.2 電子時(shí)鐘的功能 2
第二章 電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案分析 3
2.1 FPGA設(shè)計(jì)方案 3
2.2 NE555時(shí)基電路設(shè)計(jì)方案 3
2.3 單片機(jī)設(shè)計(jì)方案 4
第三章 基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘硬件設(shè)計(jì) 6
3.1 主要IC芯片選擇 6
3.1.1 微處理器選擇 6
3.1.2.1常用時(shí)鐘日歷芯片比較 7
3.1.2.2 DS1302簡介 8
3.1.2.3 DS1302引腳說明 8
3.1.2.4 DS1302的控制字和讀寫時(shí)序說明 9
3.2.1.5 DS1302的片內(nèi)寄存器 11
3.1.2 環(huán)境溫度傳感器選擇 13
3.1.3.1 常用溫度傳感器比較 13
3.1.3.2 DS18B20簡介 14
3.1.3.2 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15
3.2 電子時(shí)鐘硬件電路設(shè)計(jì) 16
3.2.1 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 17
3.2.2 環(huán)境溫度采集電路設(shè)計(jì) 18
3.2.3 顯示電路 19
3.2.4 按鍵電路設(shè)計(jì) 20
3.2.5 鬧鈴電路設(shè)計(jì) 22
3.2.6 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 23
第四章 電子時(shí)鐘軟件設(shè)計(jì) 25
4.1 主程序設(shè)計(jì) 25
4.2 子程序設(shè)計(jì) 26
4.2.1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷子程序設(shè)計(jì) 26
4.2.2 環(huán)境溫度采集子程序設(shè)計(jì) 26
4.2.3 顯示子程序設(shè)計(jì) 30
4.2.4 鍵盤掃描子程序 30
4.2.5 鬧鈴子程序設(shè)計(jì) 31
第五章 系統(tǒng)調(diào)試 35
5.1 硬件調(diào)試 36
5.1.1 單片機(jī)基礎(chǔ)電路調(diào)試 36
5.1.2 顯示電路調(diào)試 37
5.1.3 DS1302電路調(diào)試 39
5.1.4 按鍵電路調(diào)試 40
5.2 軟件調(diào)試 40
5.2.1 環(huán)境溫度采集子程序調(diào)試 41
5.2.2 鍵盤子程序調(diào)試 41
結(jié) 論 42
參考文獻(xiàn) 43
附錄A 程序 45
附錄B 多功能電子時(shí)鐘元器件一覽表 77
附錄C 多功能電子時(shí)鐘硬件電路圖 78
附錄D 環(huán)境溫度測量仿真電路圖 79
致 謝 82
參考文獻(xiàn)
1. 向繼文等.基于AT89C51的電子鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]，機(jī)電產(chǎn)片開發(fā)與創(chuàng)新，2007年第2期
2. 黃智偉，王彥. FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2005.1
3. 劉皖等. FPGA設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2006，6
4. 姜煜等. 基于FPGA芯片設(shè)計(jì)多功能數(shù)字鐘的研究[J]，應(yīng)用科技，2001年12月第28卷12期
5. 馮育長. 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例分析[M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.5
6.李及，趙利民.MCS-51系列單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].長春:吉林科學(xué)技術(shù)社，1995.
7. 何力民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編5[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社1997.10
8. 潘永雄. 新編單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003.2.
9. 萬勝前. 基于KeilC51軟件的電子鐘設(shè)計(jì)與制作[J]，鄂州大學(xué)學(xué)報(bào)，2007年第2期
10. 蔣敏. 單片微機(jī)萬年歷設(shè)計(jì)[J]，職大學(xué)報(bào)，2000年第2期
11. 彭小軍. 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘[J].新余高專學(xué)報(bào)，2004年4月第9卷第2期
12. 逢玉臺等. 集成溫度傳感器AD590及其應(yīng)用[J]，國外電子元器件，2002年第7期
共88頁 字?jǐn)?shù)：23234
摘 要
電子時(shí)鐘主要是利用電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化、數(shù)字化，擁有時(shí)鐘精確、體積小、界面友好、可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。另外，在生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，也常常需要溫度，這就需要電子時(shí)鐘具有多功能性。
本設(shè)計(jì)主要為實(shí)現(xiàn)一款可正常顯示時(shí)鐘/日歷、測量環(huán)境溫度、帶有定時(shí)鬧鈴的多功能電子時(shí)鐘。
本文對當(dāng)前電子鐘開發(fā)手段進(jìn)行了比較和分析，最終確定了采用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多功能電子時(shí)鐘。本設(shè)計(jì)應(yīng)用AT89C51芯片作為核心，7位LED數(shù)碼管顯示，使用DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片完成時(shí)鐘/日歷的基本功能，同時(shí)利用DS18B20溫度傳感器測量環(huán)境溫度。這種實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，性能可靠，實(shí)時(shí)性好，時(shí)間和溫度精度高，操作簡單，編程容易。
該電子時(shí)鐘可以應(yīng)用于一般的生活和工作中，也可通過改裝，提高性能，增加新功能，從而給人們的生活和工作帶來更多的方便。
關(guān)鍵詞：電子時(shí)鐘；多功能；AT89C51；時(shí)鐘日歷芯片；溫度傳感器
The Design with Investigation of the Multi-function Electron Clock
－The Design of the Hardware
Abstract
The electronic clock mainly uses the electronic technology make the clock computerization, the digitization, with the clock precision, small size, friendly interface, scalable performance and other characteristics, was widely used in life and work. Measuring temperature, in life, industry and agricultural production, so electronic clock need multi-function.
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 clock.
Comparing 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 , simply operation, easy programming.
The electronic clock can be applied to the general living and working ,can also be modified to improve performance, add new functions, and brings more convenient to people’s life and work.
Key words: Electronic clock; Multi-function; AT89C51; DS1302; Temperature pickup
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 引 言 1
1.1 多功能電子時(shí)鐘研究的背景和意義 1
1.2 電子時(shí)鐘的功能 2
第二章 電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案分析 3
2.1 FPGA設(shè)計(jì)方案 3
2.2 NE555時(shí)基電路設(shè)計(jì)方案 3
2.3 單片機(jī)設(shè)計(jì)方案 4
第三章 基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘硬件設(shè)計(jì) 6
3.1 主要IC芯片選擇 6
3.1.1 微處理器選擇 6
3.1.2.1常用時(shí)鐘日歷芯片比較 7
3.1.2.2 DS1302簡介 8
3.1.2.3 DS1302引腳說明 8
3.1.2.4 DS1302的控制字和讀寫時(shí)序說明 9
3.2.1.5 DS1302的片內(nèi)寄存器 11
3.1.2 環(huán)境溫度傳感器選擇 13
3.1.3.1 常用溫度傳感器比較 13
3.1.3.2 DS18B20簡介 14
3.1.3.2 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15
3.2 電子時(shí)鐘硬件電路設(shè)計(jì) 16
3.2.1 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 17
3.2.2 環(huán)境溫度采集電路設(shè)計(jì) 18
3.2.3 顯示電路 19
3.2.4 按鍵電路設(shè)計(jì) 20
3.2.5 鬧鈴電路設(shè)計(jì) 22
3.2.6 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 23
第四章 電子時(shí)鐘軟件設(shè)計(jì) 25
4.1 主程序設(shè)計(jì) 25
4.2 子程序設(shè)計(jì) 26
4.2.1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷子程序設(shè)計(jì) 26
4.2.2 環(huán)境溫度采集子程序設(shè)計(jì) 26
4.2.3 顯示子程序設(shè)計(jì) 30
4.2.4 鍵盤掃描子程序 30
4.2.5 鬧鈴子程序設(shè)計(jì) 31
第五章 系統(tǒng)調(diào)試 35
5.1 硬件調(diào)試 36
5.1.1 單片機(jī)基礎(chǔ)電路調(diào)試 36
5.1.2 顯示電路調(diào)試 37
5.1.3 DS1302電路調(diào)試 39
5.1.4 按鍵電路調(diào)試 40
5.2 軟件調(diào)試 40
5.2.1 環(huán)境溫度采集子程序調(diào)試 41
5.2.2 鍵盤子程序調(diào)試 41
結(jié) 論 42
參考文獻(xiàn) 43
附錄A 程序 45
附錄B 多功能電子時(shí)鐘元器件一覽表 77
附錄C 多功能電子時(shí)鐘硬件電路圖 78
附錄D 環(huán)境溫度測量仿真電路圖 79
致 謝 82
參考文獻(xiàn)
1. 向繼文等.基于AT89C51的電子鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]，機(jī)電產(chǎn)片開發(fā)與創(chuàng)新，2007年第2期
2. 黃智偉，王彥. FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2005.1
3. 劉皖等. FPGA設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2006，6
4. 姜煜等. 基于FPGA芯片設(shè)計(jì)多功能數(shù)字鐘的研究[J]，應(yīng)用科技，2001年12月第28卷12期
5. 馮育長. 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例分析[M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.5
6.李及，趙利民.MCS-51系列單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].長春:吉林科學(xué)技術(shù)社，1995.
7. 何力民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編5[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社1997.10
8. 潘永雄. 新編單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003.2.
9. 萬勝前. 基于KeilC51軟件的電子鐘設(shè)計(jì)與制作[J]，鄂州大學(xué)學(xué)報(bào)，2007年第2期
10. 蔣敏. 單片微機(jī)萬年歷設(shè)計(jì)[J]，職大學(xué)報(bào)，2000年第2期
11. 彭小軍. 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘[J].新余高專學(xué)報(bào)，2004年4月第9卷第2期
12. 逢玉臺等. 集成溫度傳感器AD590及其應(yīng)用[J]，國外電子元器件，2002年第7期
