电子时钟.ppt

电子时钟.ppt

《电子时钟.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子时钟.ppt（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

电子时钟,目录,一、课程设计概述二、方案的确定三、系统硬件设计四、系统软件设计五、系统调试过程六、总结七、遇到的问题及解决方法和结论八、附录,一、课程设计概述,利用单片机、时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20、1602液晶等实现日期、时间、温度的显示，即是一个简单的万年历。

具体的功能如下：

（1）通过DS1302能够准确的计时，时间可调并在液晶屏上显示出来。

（2）通过DS18B20能够实时、准确的检测当前环境温度，测量温度范围为-55+125，在-10+85C范围内，精度为0.5C。

（3）利用单片机自身功能实现闹钟。

二、方案的确定,本系统以AT89S51单片机为控制核心，通过与DS1302和DS18B20通信获取实时时间和实时环境温度，并将得到的数据通过1602液晶显示出来，同时通过相应的按键调整相应的值。

因此本设计可分为以下模块：

显示模块、实时时间计算模块、实时环境温度采集模块、报警模块、设置模块（时间设置模块、最高温度设置模块、闹钟设置模块）。

总体方案组成框图如下所示：

三、系统硬件设计,本设计主要用到AT89S51系列单片机，其端口应用如下表格：

LCD显示模块设计,1602液晶功耗较小可直接与单片机接口相接，电源直接与电源电路相接为+5V，对比度可调。

本设计使用单片机的P0口和P1口与1602进行通信。

另外1602有行显示，每行显示的字符数为16个，还提供各种控制命令,如：

清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能1602液晶与单片机接口电路：

时间计算模块设计,DS1302通过三根口线实现与单片机的通信，依靠2、3脚外接的晶振与其内部的电容配合来产生时钟脉冲的。

当外接晶振电路振荡时，DS1302计时正确；当外接晶振电路停振时，DS1302计时停止。

因此32.768kHz晶振是造成DS1302工作不稳定的主要因素。

因其功耗很小，当1脚的主电源超过8脚接的备用电源加0.2V时，由主电源对芯片供电；否则，有备用电源对芯片供电，所以即使电源掉电后通过3V的电池仍能维持芯片精确走时。

DS1302与单片机接口电路：

实时环境温度检测模块,DS18B20通过单总线实现与单片机的通信，系统中的数据交换，控制都由这根线完成。

单总线通常要求外接一个约为4.7K10K的上拉电阻，这样，当总线闲置时其状态为高电平。

在使用中DS18B20不需要任何外围元件，测温范围55+125，固有测温误差0.5。

DS18B20与单片机接口电路：

报警模块,在本设计中蜂鸣器直接接在单片机P3.6上。

报警模块采用单片机输出一定频率的方波从而使蜂鸣器发出声音。

设置模块,设置模块采用四个按键与P14、P15、P16、P17相接组成独立按键，接口电路如下;,电源接口部分,采用USB接口从电脑接到电源接口中，拨动开关可控制电路的接通，并用一个发光二极管作电源指示。

电源接口图如下所示：

四、系统软件设计,这个设计中，AT89S51主要功能是储存程序、根据程序的内容对各个端口进行判断并作出相应的处理；DS1302主要功能是控制年，月，日，时，分，秒的显示效果;LCD1602主要功能是将所要显示的显示出来；DS18B20主要功能是控制温度的显示效果。

整体框架,通电后，进入欢迎界面，前后延时2.8s,，后显示当前实时时间，若按下K1就进入调节状态，此时按下K1为设置时间状态，按下K2为设置最大温度报警状态，按K3为设置闹钟状态，按下K4为退出调节状态；若按下K2则是显示当前温度，一段时间后自动跳回显示当前实时时间，或先按K1等会在按K4即可退回到显示当前实时时间。

1602液晶屏,1602液晶屏是此设计的输出显示，有2行显示，每行16个字符，根据写入的位置而显示，当显示欢迎界面时是流动的，整个屏幕向右移动。

1602LCD流程图：

1602部分程序讲解：

A写指令：

Write_com（0x01）;清屏Write_com（0x06）;字符进入模式，屏幕不动，字符后移。

Write_com（0x0f）;光标所在位置的Write_com（0x0e）;显示光标B写指令Write_Address（0x纵横）;液晶屏上的显示位置如下所示,主函数,主函数是程序功能总结显示的函数，其主要显示的是时间主要部分和当前实时时间，当进入设置完成后都会回到显示时间的状态。

主函数程序框图如下：

设置模块,设置模块分时间设置、最高温度报警设置、闹钟设置。

要先按K1才能进入设置模块，然后在按相应的按钮进行相应的设置。

设置模块流程图:

五、系统调试过程,系统调试共分为两大部分：

一个是软件仿真，另一个是硬件仿真。

其中软件仿真通过KeiluKision4实现;硬件部分现在Protel99se上设计出硬件电路图，画出PCB图；然后再制造出实物。

（1）硬件设计目标：

通过硬件中的液晶屏来显示：

实现Keil软件与ISIS软件结合实现仿真，把程序转化为虚拟的面板操作。

如果功能能够实现就可着手于硬件的焊接工作，硬件焊接完毕后，将程序烧写进硬件中实现其功能。

（2）软件设计目标：

运用proteus软件，实现硬件的面板控制转化为软件的虚拟电路控制，使得控制方便，条理清晰，对即将实现的功能进行模拟操作，有助于硬件功能的优化与实现。

仿真结果如下：

图a:

显示实时时间图b:

显示当前温度,图c:

当达到设置的最高温度图d:

当达到设置的闹钟时间,图e:

当进入调节状态图f:

当调节时间,图g:

当调节最高温度图h:

当调节闹钟,六、总结,脚踏实地，认真严谨是学习的态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。

我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。

在这次设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

软件方面，由于对C语言程序的认知不深入，在修改程序时，出现了以下几点问题。

（1）欢迎界面的时间太长。

解决方案;修改欢迎界面的延时时间。

（2）温度显示错乱，并且在显示时高位自动补零。

解决方案：

温度在-16，-32，-48度时仍然会出现错误，比实际的温度高16度，其余温度值时正确，高位上的零也会自动影藏。

（3）秒钟调节时会自动转零。

解决方案：

把自动转零部分的程序改为秒钟调节功能。

（4）进入调节时间状态时字符闪烁以至于看不清楚调节的大小。

解决方案：

把1602的字符闪烁指令改为光标指令。

七、遇到的问题及解决方法,在硬件方面，画的PCB板焊盘不够大，又没有相应大小的砖针，而且在融板过程中出现了差错，最后导致PCB板不完美.解决方案：

最终决定自己用万能板焊接。

结论：

这次课程设计达到了预期的90%，有显示实时时间和实时温度，但是温度的显示不完全正确，在负数时有三个温度值显示错误，时间的设置逻辑比较啰嗦，没有做到简单化。

例外还加了欢迎界面、闹钟功能、最高温度报警功能。

遇到的问题及解决方法和结论,八、附录,1.仪器与设备清单,2.元器件清单,3.操作说明书,通电后，进入欢迎界面，前后延时2.8s,，后显示当前实时时间，若按下K1就进入调节状态，此时按下K1为设置时间状态，按下K2为设置最大温度报警状态，按K3为设置闹钟状态，按下K4为退出调节状态；若按下K2则是显示当前温度，一段时间后自动跳回显示当前实时时间，或先按K1等会在按K4即可退回到显示当前实时时间。

4.硬件原理图,5、软件原理图,6、PCB图,7、实物图,8、下载板,