| 标题 | 基于单片机的多功能时钟设计 |
| 范文 | 张德坤 彭森 摘 要：多功能时钟是一种较直观的数字电路设计，可对分、秒、时的整体设置。由于数字集成电路在此次设计中的应用，所以可较为有效的保证时间的精确，较机械钟表而言有着更长的使用寿命。该时钟的闹铃功能可以在这个快节奏社会中方便人们对时间的把控，保证数字时钟的有效化的应用过程，从而体现这次设计更加重要的社会实际意义。此次毕业设计，是以AT89S52单片机为核心，以DS18B20温度传感器以及DS1302实时时钟芯片为辅，设计的一款具有时钟，温度，闹钟等功能的时钟。 关键词：单片机；多功能时钟；DS18B20温度传感器；DS1302时钟芯片 1 引言 在第二十世纪末，随着社会需求的增加，各种电子技术得到了迅速的发展。在它的带动下，电子科技近乎渗透到社会上的所有产业中，强飞速加快整个社会信息化的程度。由于现如今电子产品性能的不断提高，更新换代也愈加频繁。在这个快节奏的社会，时间变得无比的宝贵，可是也正是因为快节奏，使得人更加容易忘记当前的时间。有时，人们记不清要做的事情，当事情并不严重，倒是无关大体。但是，倘若是重要事情，一分一秒的耽误都有可能酿成大祸。比如，很多火灾都是因为人们的疏忽，忘了关掉煤气或者忘了充电的时间。因此有必要做一个定时系统。总是提醒那些总是忘记时间。时钟的数字化带来了极大的便利，并扩大了时钟功能。自动的定时警报、定时打铃预警、时间程序的自动控化制、定时播报新闻、电路的定时开关、微波炉定时工作、洗衣机定时甩水烘干，路由器定时离线下载等。一上各种功能的实现都应该以钟表的数字化为基础，因此，对数字时钟的功能合理使用并扩充，有着巨大的意义。 随着社会的发展，人们追求的东西将越来越人性。传统的时钟不能满足人们的需求。用编程软件尽可能做到电路简单、稳定，减少对环境的干扰，引起误差的零件的精度，多功能的电子时钟可以提高如何选择元器件的精密。较机械时钟而言，正是因为IC集成电路的壮大及石英晶振稳定及广泛的应用，使得数字时钟的精确程度远远高过老式的钟表。同时也正是因为多功能时钟所具备的超高准确性以及既视性，并不带有任何的机械部分，有着更久的使用年限，故其得到众多的使用。 2 系统方案选择 2.1时钟计时的方案选择 方案一：采用DS1288芯片。设计方案由AT89S52作为主控制，和数字时钟电路是由时钟芯片DS12887时钟芯片为核心的。此电路可以较为准确的计时，同时还可以增添了其它的功能，在掉电情况下依然可以将参数保存下来。虽然使用这种方案能够达到设计目的，其他各方面表现也较好，但是，由于采用的是并行的接口方案，将占用过多的接口资源，不利于其他电路的设计。 方案二：通过基于改进的普通数字钟的设计，添加时间芯片DS1302，单独的时钟电路部分和控制部分，在电路控制部分由单片机来完成，DS1302时间芯片分管计时功能。并且这种设计整个电路的功耗大大降低。由于DS1302提供了精确的时间，所以对于电路的器件选择将变得更为简便。软件方面，由于有掉电续时的特性，也将使得程序的设计变为更加简潔。硬件，只需增加一个DS1302时钟芯片，不是特别复杂。通过对上述两种方案的比较，不难看出，第二种计时方案的计时效果更为精确，电路硬件的设计并不复杂，软件设计也简洁明了，故本次采用第二种方案。 2.2 测温方案的选择 方案一：使用普通的热敏电阻可用于测量40摄氏度到90摄氏度，然而，对小于1摄氏度信号的检测，由于其准确性和可靠性差，所以不能做的工作。 方案二：采用温度传感器DS18B20。由美国DALLAS公司生产的单总线温度传感器DS18B20，是一款集结构简单、小体积、较强的抗干扰能力、耗能低等优点于一身的温度传感器。它有一个“一线”的界面，其内部使用的钢板温度测量的专利技术，其测量范围为55摄氏度至125摄氏度，精度1 / 2摄氏度。通过对上述二种方案的比较，基于DS18B20温度传感器的以上优点，本设计将选取方案二来测量温度。 3 电路设计 3.1总体硬件设计 本次的硬件设计是设计一个多功能时钟系统，系统设计的详细框图如图1所示。 依照此次设计的指导要求，对于主控模块，我们将选用Atmel公司推出的AT89S52单片机，定时器，程序存储器，32个输入输出口等硬件电路都集成于这块单片机中，能与上图所示的其他硬件部分完美集合，使得主控模块部分不需其他芯片即可做成一个最小系统，电路简单，功能齐全，抗干扰性强，价格便宜，所以，这定是一个完美的方案。 3.2 外部时钟模块 DS1302芯片除了拥有最普通的，对时、秒、分、日、年等进行计时功能外，还具备一项强大并实用的功能，即闰年补偿的功能。这款芯片的最低的工作电压只需2.5V，并上限电压达到5.3V，可以和主控芯片AT89S52使用相同的电源，极为方便。在与单片机连接方面，利用了三条线接口同步通信技术，可以利用突发传送的传送方式传送时钟信号数据以及RAM数据。用于临时存储数据的只读存储器集成在芯片DS1302。在DS1302之前，有一款DS1202时钟芯片，DS1302是DS1202的升级版，DS1302是可以与 DS1202完全兼容的，在DS1202基于两引脚，它们是针主电源和备用电源引脚，正因为两销的存在，在电源可以在小涓流充电的备用电源。 3.3温度模块的设计 之前的介绍中，我们知道，在这次设计，我们将采用DS18B20温度传感器作为本次设计的温度模块芯片。DS18B20传感器是市场上最优性的温度传感器之一，麻雀虽小五脏俱全，这款传感器仅有3个接口，却有着强大的功能，其电路的连接方式极为简单。 4 结束语 在设计过程中出现部分问题：例如在位选上，闪烁的功能不能实现、在温度显示上，与实际温度略有误差、蜂鸣声出现间断的现象等。经反复检测，软件设计缺陷造成了前两个问题，而温度与实际相差较大则是由于温度采集器安放的位置不正确，（开始是置于主板板上），由于单片机等元器件发热导致DS18B20采集的温度偏高，发现问题后，经过改进，将DS18B20从主板上取出，并且独立安放于系统板外部，之后温度部分恢复正常显示。通过这次设计，我明白了一个道理，无论在学习中还是生活，都需要把理论和实际结合，才能把所学的东西用出来，在程序方面，还是需要经常的练习，才能不断提高自己。 参考文献 [1]张道德.单片机接口技术（C51版）[M].北京：中国水利水电出版社，2007. [2]刘湘涛.单片机原理及其应用[M].电子工业出版社（第一版），2005. [3]王迎旭.单片机原理及及应用[M].北京：机械工业出版社，2010. [4]张迎新.单片微型计算机原理及接口技术[M].北京：国防工业出版社，2010. [5]王为青.程国钢.单片机Keil应用开发技术[M].北京：人民邮电出版社，2007. [6]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2003. 作者简介 张德坤，邵阳学院信息工程学院电子科学与技术专业学生 |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。