B-1 多功能电子钟设计报告
组员：彭希灵、冯旭鑫、张正鹏 完成时间：2016年5月9日
目录
1.摘要 ......................................................................................................... 4 2.设计任务 ................................................................................................. 4 2.1基本要求............................................................................................... 4 2.2发挥部分............................................................................................... 4 3.方案论证与比较 ..................................................................................... 5 3.1显示部分............................................................................................... 5 3.2时钟部分............................................................................................... 5 3.3闹铃部分............................................................................................... 6 3.4温度采集部分 ...................................................................................... 6 4.总体方案 ................................................................................................. 6 4.1工作原理 ........................................................................................... 6 4.2总体设计............................................................................................... 6 5.系统硬件设计 ......................................................................................... 7 5.1 STC89C51单片机最小系统 ............................................................... 7 5.2时钟模块............................................................................................... 8 5.3 LCD液晶显示模块 ............................................................................. 9 5.4闹钟响铃模块 .................................................................................... 10 5.5温度测量模块 .................................................................................... 10 6.系统软件设计 ....................................................................................... 11 6.1 main模块............................................................................................ 11 6.2 ds1302模块 ........................................................................................ 11
6.3 lcd12864模块 ..................................................................................... 12 6.4 key模块 .............................................................................................. 12 6.5 ringlock模块 ...................................................................................... 13 6.6 menu模块和DS18B20模块 ............................................................. 13 7.测试与结果分析 ................................................................................... 13 8.总结 ....................................................................................................... 14 参考文献 ................................................................................................... 14 附录一 ....................................................................................................... 15 附录二 ....................................................................................................... 16
1.摘要
本设计采用LCD12864液晶屏幕显示系统，以STC89C52单片机为核心，由 铃声响铃模块、DS1302时钟控制模块、LCD12864显示模块、键盘控制模块、菜单模块和DS18B20温度模块等功能模块组成。基于题目的基本要求，本系统对时间显示、闹钟的设定和控制以及时间日期的设定进行了重点设计。此外，还扩展了掉电存储、红外遥控、温度采集等功能。本系统大部分功能由软件来实现。在该设计中不仅成功的实现了题中的基本要求，多数发挥部分也得到了实现，而且还具有一定的创新功能。
2.设计任务 2.1基本要求
（1）准确计时，以数字形式显示年月、日、时、分、秒。
（2）小时以24小时计时形式，分秒计时为60进位，日期平年和闰年将自行更换。
（3）采用矩阵按键和4个独立按键对电子表进行控制，可进行闹钟设定、控制及时间日期的设定。
（4）闹钟功能：可任意设定闹钟时间，一旦走时到该时间，能以蜂鸣器发声、LED发光的形式告警提示。
2.2发挥部分
（1）掉电后所显示的时间进行存储，待通电可恢复断电前的时间。
（2）闹钟时间到，蜂鸣器能发出有节奏的音乐，并且LED灯发光节奏随音乐变化。
（3）通过红外遥控能使闹钟停止。
（4）其它发挥部分：添加了一个主菜单，增加了一个温度模块
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3.方案论证与比较 3.1显示部分
显示部分是本次设计的重要部分，一般有以下两种方案：
方案一：采用LED显示，分静态显示和动态显示。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很多，引线多而复杂，且可靠性也较低。而对于动态显示方式，虽可以避免静态显示的问题，但设计上如果处理不当，易造成亮度低，有闪烁等问题。
方案二：采用LCD显示。LCD液晶显示具有丰富多样性、灵活性、电路简单、易于控制而且功耗小等优点，对于信息量多的系统，是比较适合的。
鉴于上述原因，我们采用方案二。
3.2时钟部分
时钟是本设计的核心的部分。根据需要可采用以下两种方案实现： 方案一：方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。而且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。
方案二：方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS1302。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，可使系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。
基于时钟芯片的上述优点，本设计采用方案二完成时钟的功能。
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