基于单片机的带闹铃时钟设计.doc
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1、摘 要现代快节奏的生活给人们的精神上带来了很大的压力,如何缓解这些压力已经成为很多人和探索者多年来一个很重要的研究项目,电子闹钟减压正是应运而生。本系统主要由AT89C52单片机、DS1302时钟芯片及LCD1602液晶显示器来完成设计,具有时间和年份的自动调整,附加闹钟设置、倒计时设置及时间重置功能。用户可以通过按键修改时钟后查看闹铃时间,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。关键词:AT89S52;DS1302;LCD1602液晶;自动调整;闹铃倒计时 AbstractThe life of contemporary fast rhythm to peoples spiritua
2、l brings a lot of pressure, how to alleviate the pressure has become many people and explorer years a very important research projects, an electronic alarm decompression is arises at the historic moment. This system mainly by the AT89C52 single chip computer, DS1302 clock chip and LCD1602 LCD to com
3、plete design. And completion time and the year of automatic adjustment, additional alarm, the countdown setting and time reset function. Users can view by buttons alter the alarm time, to the life of people, study, work, entertainment has brought great convenience.Keywords: AT89S52 devices, DS1302;
4、LCD1602 LCD, Automatic adjustment, Alarm countdown引言 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机还有以下特点小巧,低功耗,低成本,控制功能强,广泛运用于飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理等等本次设计的数字电子钟,以51系列单片机(AT89s52)为核心,配以相应硬件电路,完成时间显示及其附加功能。1 设计方案1.方案的选择和论证:方案一,利用数字电路中学习的二十四进制计数器、六十进制和三八译码器来实现数字钟的
5、时间显示,用与非门的反馈来实现闹钟的功能。方案二,利用AT89s52单片机和时钟芯片以及利用C语言对AT89s52进行编程来实现数字钟的显示、倒计时和闹钟功能。方案一由于利用计数器和与非门实现数字钟,并且灵活性差,可扩展性不强,还会导致布线困难,板子的焊接复杂。方案二的优点在于利用AT89s52单片机的小巧,低功耗,低成本,以及利用C语言编程,其内部集成功能强大,可以满足定时以及显示功能。综合以上的分析,决定采用方案二来实现电子数字钟的设计。 确定了AT89s52单片机做为控制器的方案以后, 外围器件以及硬件的电路设计如下.(1)时钟芯片。DS1302是一种高性能、低功耗、低成本的实时时钟芯片
6、可提供秒、分、时、日、星期、月和年,一个月小与31天时可以自动调整,采用双电源供电(主电源和备用电源)。通过简单的三个串行口就能与单片机通信,使得时钟的控制调整更加方便可靠。(2)显示模块。没有采用数码管的显示电路,减少了电路上的布线复杂, 利用LCD1602液晶显示时间年份及系统调整等各种信息, 并且液晶显示使内容信息更丰富、更明了。(3)调节模块。采用3个按键完成,它们分别构成了模式键、左移(减数)键、右移(加数)键,使输入操作简单,更为人性化。(4) 声音提示模块。用软件方法产生方波输出,通过三极管放大后驱动蜂鸣器发音,这样就可以省去硬件振荡电路,降低成本。并且在按键按下时,会有相应的按
7、键音,使系统更贴近实际生活。1.2方案设计框图LCD1602液晶显示AT89s52单片机调节模块声音模块DS1302时钟芯片其他模块(复位电路、晶振电路等)图. 方案设计框图电路的介绍2.1控制芯片模块:AT89S52AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
8、图2.1.1单片机引脚图AT89S52具有以下标准功能:8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。其引脚结构如图2.所示。单片机要运行工作,需要基本复位电路、晶振电路,如图2.1.及图2.1.所示。图 2.1. 单片机复位电路图
9、2.1.单片机晶振电路单片机的引脚具体功能可参见其使用手册,这里利用的主要是其基本的I/O 口线,所以就不对单片机的引脚做具体的罗列介绍。2.2时钟芯片模块:DS1302DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片,附加31字节静态RAM,采用SPI三线接口与CPU进行通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年,一个月小与31天时可以自动调整,且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.55.5V。采用双电源供电(主电源和备用电源),可设置备用电源充电方式,提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。其管脚配置如下:
10、图2. DS1302引脚图各引脚的功能为:电路硬件连接图:图2. DS1302原理图图2. DS1302有关日历、时间的寄存器图上图是DS1302内部的7个与时间、日期有关的寄存器图和一个写保护寄存器,本次设计要做的就是将初始设置的时间、日期数据写入这几个寄存器,然后再不断地读取这几个寄存器来获取实时时间和日期。这几个寄存器的说明如下:(1)秒寄存器(81h、80h)的位7定义为时钟暂停标志(CH)。当初始上电时该位置为1,时钟振荡器停止,DS1302处于低功耗状态;只有将秒寄存器的该位置改写为0时,时钟才能开始运行。(2)小时寄存器(85h、84h)的位7用于定义DS1302是运行于12小时
11、模式还是24小时模式。当为高时,选择12小时模式。在12小时模式时,位5是AM/PM,当为1时,表示PM。在24小时模式时,位5是第二个10小时位(3)控制寄存器(8Fh、8Eh)的位7是写保护位(WP),其它7位均置为0。在对任何的时钟和RAM的写操作之前,WP位必须为0。当WP位为1时,写保护位防止对任一寄存器的写操作。也就是说在电路上电的初始态WP是1,这时是不能改写上面任何一个时间寄存器的,只有首先将WP改写为0,才能进行其它寄存器的写操作。 DS1302中附加31字节静态RAM的地址,如下表所示图2. DS1302有关RAM的地址2.液晶模块显示模块:LCD1602 lcd1602相
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