基于单片机的多功能电子钟的毕业设计.doc
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基于单片机的多功能电子钟的毕业设计,共88页字数：23234摘要电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。另外，在生活和工农业生产中，也常常需要温度，这就需要电子时钟具有多功能性。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、...
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基于单片机的多功能电子钟的毕业设计
共88页 字数：23234
摘 要
电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。另外，在生活和工农业生产中，也常常需要温度，这就需要电子时钟具有多功能性。
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。
本文对当前电子钟开发手段进行了比较和分析，最终确定了采用单片机技术实现多功能电子时钟。本设计应用AT89C51芯片作为核心，7位LED数码管显示，使用DS1302实时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。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间和温度精度高，操作简单，编程容易。
该电子时钟可以应用于一般的生活和工作中，也可通过改装，提高性能，增加新功能，从而给人们的生活和工作带来更多的方便。
关键词：电子时钟；多功能；AT89C51；时钟日历芯片；温度传感器
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 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 引 言 1
1.1 多功能电子时钟研究的背景和意义 1
1.2 电子时钟的功能 2
第二章 电子时钟设计方案分析 3
2.1 FPGA设计方案 3
2.2 NE555时基电路设计方案 3
2.3 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 6
3.1 主要IC芯片选择 6
3.1.1 微处理器选择 6
3.1.2.1常用时钟日历芯片比较 7
3.1.2.2 DS1302简介 8
3.1.2.3 DS1302引脚说明 8
3.1.2.4 DS1302的控制字和读写时序说明 9
3.2.1.5 DS1302的片内寄存器 11
3.1.2 环境温度传感器选择 13
3.1.3.1 常用温度传感器比较 13
3.1.3.2 DS18B20简介 14
3.1.3.2 DS18B20内部结构 15
3.2 电子时钟硬件电路设计 16
3.2.1 时钟电路设计 17
3.2.2 环境温度采集电路设计 18
3.2.3 显示电路 19
3.2.4 按键电路设计 20
3.2.5 闹铃电路设计 22
3.2.6 复位电路设计 23
第四章 电子时钟软件设计 25
4.1 主程序设计 25
4.2 子程序设计 26
4.2.1 实时时钟日历子程序设计 26
4.2.2 环境温度采集子程序设计 26
4.2.3 显示子程序设计 30
4.2.4 键盘扫描子程序 30
4.2.5 闹铃子程序设计 31
第五章 系统调试 35
5.1 硬件调试 36
5.1.1 单片机基础电路调试 36
5.1.2 显示电路调试 37
5.1.3 DS1302电路调试 39
5.1.4 按键电路调试 40
5.2 软件调试 40
5.2.1 环境温度采集子程序调试 41
5.2.2 键盘子程序调试 41
结 论 42
参考文献 43
附录A 程序 45
附录B 多功能电子时钟元器件一览表 77
附录C 多功能电子时钟硬件电路图 78
附录D 环境温度测量仿真电路图 79
致 谢 82
参考文献
1. 向继文等.基于AT89C51的电子钟系统设计[J]，机电产片开发与创新，2007年第2期
2. 黄智伟，王彦. FPGA系统设计与实践[M]，北京：电子工业出版社，2005.1
3. 刘皖等. FPGA设计与应用[M]，北京：清华大学出版社，2006，6
4. 姜煜等. 基于FPGA芯片设计多功能数字钟的研究[J]，应用科技，2001年12月第28卷12期
5. 冯育长. 单片机系统设计与实例分析[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2007.5
6.李及，赵利民.MCS-51系列单片机原理与应用[M].长春:吉林科学技术社，1995.
7. 何力民. 单片机应用技术选编5[M]，北京：北京航空航天大学出版社1997.10
8. 潘永雄. 新编单片机原理与应用[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2003.2.
9. 万胜前. 基于KeilC51软件的电子钟设计与制作[J]，鄂州大学学报，2007年第2期
10. 蒋敏. 单片微机万年历设计[J]，职大学报，2000年第2期
11. 彭小军. 用单片机实现电子时钟[J].新余高专学报，2004年4月第9卷第2期
12. 逢玉台等. 集成温度传感器AD590及其应用[J]，国外电子元器件，2002年第7期
共88页 字数：23234
摘 要
电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。另外，在生活和工农业生产中，也常常需要温度，这就需要电子时钟具有多功能性。
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。
本文对当前电子钟开发手段进行了比较和分析，最终确定了采用单片机技术实现多功能电子时钟。本设计应用AT89C51芯片作为核心，7位LED数码管显示，使用DS1302实时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。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间和温度精度高，操作简单，编程容易。
该电子时钟可以应用于一般的生活和工作中，也可通过改装，提高性能，增加新功能，从而给人们的生活和工作带来更多的方便。
关键词：电子时钟；多功能；AT89C51；时钟日历芯片；温度传感器
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 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 引 言 1
1.1 多功能电子时钟研究的背景和意义 1
1.2 电子时钟的功能 2
第二章 电子时钟设计方案分析 3
2.1 FPGA设计方案 3
2.2 NE555时基电路设计方案 3
2.3 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 6
3.1 主要IC芯片选择 6
3.1.1 微处理器选择 6
3.1.2.1常用时钟日历芯片比较 7
3.1.2.2 DS1302简介 8
3.1.2.3 DS1302引脚说明 8
3.1.2.4 DS1302的控制字和读写时序说明 9
3.2.1.5 DS1302的片内寄存器 11
3.1.2 环境温度传感器选择 13
3.1.3.1 常用温度传感器比较 13
3.1.3.2 DS18B20简介 14
3.1.3.2 DS18B20内部结构 15
3.2 电子时钟硬件电路设计 16
3.2.1 时钟电路设计 17
3.2.2 环境温度采集电路设计 18
3.2.3 显示电路 19
3.2.4 按键电路设计 20
3.2.5 闹铃电路设计 22
3.2.6 复位电路设计 23
第四章 电子时钟软件设计 25
4.1 主程序设计 25
4.2 子程序设计 26
4.2.1 实时时钟日历子程序设计 26
4.2.2 环境温度采集子程序设计 26
4.2.3 显示子程序设计 30
4.2.4 键盘扫描子程序 30
4.2.5 闹铃子程序设计 31
第五章 系统调试 35
5.1 硬件调试 36
5.1.1 单片机基础电路调试 36
5.1.2 显示电路调试 37
5.1.3 DS1302电路调试 39
5.1.4 按键电路调试 40
5.2 软件调试 40
5.2.1 环境温度采集子程序调试 41
5.2.2 键盘子程序调试 41
结 论 42
参考文献 43
附录A 程序 45
附录B 多功能电子时钟元器件一览表 77
附录C 多功能电子时钟硬件电路图 78
附录D 环境温度测量仿真电路图 79
致 谢 82
参考文献
1. 向继文等.基于AT89C51的电子钟系统设计[J]，机电产片开发与创新，2007年第2期
2. 黄智伟，王彦. FPGA系统设计与实践[M]，北京：电子工业出版社，2005.1
3. 刘皖等. FPGA设计与应用[M]，北京：清华大学出版社，2006，6
4. 姜煜等. 基于FPGA芯片设计多功能数字钟的研究[J]，应用科技，2001年12月第28卷12期
5. 冯育长. 单片机系统设计与实例分析[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2007.5
6.李及，赵利民.MCS-51系列单片机原理与应用[M].长春:吉林科学技术社，1995.
7. 何力民. 单片机应用技术选编5[M]，北京：北京航空航天大学出版社1997.10
8. 潘永雄. 新编单片机原理与应用[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2003.2.
9. 万胜前. 基于KeilC51软件的电子钟设计与制作[J]，鄂州大学学报，2007年第2期
10. 蒋敏. 单片微机万年历设计[J]，职大学报，2000年第2期
11. 彭小军. 用单片机实现电子时钟[J].新余高专学报，2004年4月第9卷第2期
12. 逢玉台等. 集成温度传感器AD590及其应用[J]，国外电子元器件，2002年第7期
