数字式多功能计时器

1摘要现代生活的人们越来越重视时间观念，可以说是时间和金钱基本上是等价的。对于那些对时间把握非常准确和严格的人和事情来说，时间的误差会带来非常严重的后果，所以液晶显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。单片机就是微控制器，是面向应用对象设计、突出控制功能的芯片。单片机连接上复位电路、晶振、相关的接口电路，装载软件之后就可以组成单片机应用系统，把单片机应用系统运用的到各种各样的应用系统中，就形成了众多产品设备的智能核心。本毕业设计就是用AT89C52单片机，涓细充电时钟芯片DS1302，数字化温度传感器DS18B20及液晶显示器LCD1602制作成电子万年历，该电子万年历可以实现实时显示年、月、日、时、分、秒；实时监测现场环境的温度（根据设定实现超温报警功能）；电子闹钟三个功能。关键词：时间显示，闹钟设置，环境温度采集，超温报警。AbstractGrowingemphasisonmodernlifefromthetimetheconceptoftimeandmoneycanbesaidtodrawtheequalsign.Forthosewhoareverystrictandaccurategraspoftimeandthings,timewillnotexactlybringaverybigtrouble,soastocontrolthedisplayofdigitalclockthantheclockpointershowedabigadvantage.Single-chipmicrocontrollerchipfortheapplicationobjectdesign,highlightingthecontrolfunctions.Microcontrollerconnectedtothecrystaloscillator,resetcircuitandthecorrespondinginterfacecircuit,amicrocomputerapplicationsystemafterloadingthesoftware.Embeditinallkindsofapplications,toformthecoreofawiderangeofproducts,equipmentintelligent.ThedesignistouseAT89C52microcontroller,tricklechargingclockchipDS1302digitaltemperaturesensorDS18B20andLCD1602LCDmadetotheelectroniccalendar,andthiselectroniccalendarincludesthreemajorfunctions:real-timedisplayyear,month,day,hour,minutes,seconds;thereal-timemonitoringofambienttemperature(basedontheneedtostartthehigh-temperaturealarmfunction);electronicalarmclock.Keywords:timedisplay,alarmsetting,ambienttemperatureacquisition,temperaturealarm.2目录第一章绪论……………………………………………………………………………………………41.1数字多功能计时器的研究背景………………………………………………………………41.2数字多功能计时器的国内外研究现状………………………………………………………41.3数字多功能计时器的应用……………………………………………………………………5第二章整体方案………………………………………………………………………………………62.1设计任务………………………………………………………………………………………62.2设计要求………………………………………………………………………………………62.3整体方案框图…………………………………………………………………………………6第三章知识准备………………………………………………………………………………………63.1单片机AT89C52………………………………………………………………………………63.1.1AT89C52特性介绍……………………………………………………………………73.1.2AT89C52引脚介绍……………………………………………………………………73.2实时时钟芯片DS1302………………………………………………………………………103.2.1DS1302特性介绍……………………………………………………………………103.2.2DS1302引脚介绍……………………………………………………………………103.2.3DS1302有关日历、时间的寄存器…………………………………………………113.2.4DS1302控制字介绍…………………………………………………………………123.2.5DS1302单字节读写时序介绍………………………………………………………123.2.6DS1302操作指令介绍………………………………………………………………133.3温度传感器DS18B20…………………………………………………………………………143.3.1DS18B20特性介绍……………………………………………………………………143.3.2DS18B20引脚介绍……………………………………………………………………153.3.3DS18B20内部工作原理介绍…………………………………………………………153.3.4DS18B20测温原理介绍………………………………………………………………163.3.5DS18B20电源接法介绍………………………………………………………………163.4液晶显示屏LCD1602…………………………………………………………………………173.4.1LCD1602特点介绍……………………………………………………………………173.4.2LCD1602引脚介绍……………………………………………………………………173.4.3LCD1602指令介绍……………………………………………………………………1833.4.3.1LCD显示开关控制指令………………………………………………………183.4.3.2LCD输入模式设置指令………………………………………………………193.4.3.3LCD光标归位指令……………………………………………………………193.4.3.4LCD设定显示屏或光标移动方向指令………………………………………193.4.3.5功能设定指令…………………………………………………………………203.4.3.6清屏指令………………………………………………………………………203.4.3.7设定CGRAM地址指令…………………………………………………………203.4.3.8设定DDRAM地址指令…………………………………………………………203.4.3.9读取忙信号或AC地址指令…………………………………………………213.4.3.10数据写入DDRAM或CGRAM指令……………………………………………213.4.3.11从CGRAM或DDRAM读出数据的指令………………………………………21第四章硬件设计………………………………………………………………………………………214.1单片机主控制模块……………………………………………………………………………224.2时钟电路模块…………………………………………………………………………………224.3实时温度采集模块……………………………………………………………………………234.4按键设置模块…………………………………………………………………………………244.5蜂鸣器报警模块………………………………………………………………………………254.6复位电路模块…………………………………………………………………………………254.7LCD液晶显示模块……………………………………………………………………………26第五章软件设计………………………………………………………………………………………275.1软件设计总体说明……………………………………………………………………………275.2软件设计流程图………………………………………………………………………………285.2.1主程序流程图…………………………………………………………………………285.2.2时间设置程序流程图…………………………………………………………………28第六章结论………………………………………………………………………………………………30第七章致谢………………………………………………………………………………………………30参考文献…………………………………………………………………………………………………31附录………………………………………………………………………………………………………324第1章绪论1.1数字多功能计时器的研究背景20世纪末，电力电子技术得到了快速的发展，在它地推动下，现代的电子产品及各种高科技产品几乎渗透到了各个社会领域，这种现象有力地推动了社会信息化程度的普及和综合科技水平的提高，最终实现社会生产力的发展，但产品更新换代的频率也越来越快，随着科技的发展，社会的进步和全球化竞争的激烈，人们对数字电子钟的要求也越来越高，传统的指针时钟已不能满足人们的日常需求。数字式多功能电子钟在性能、样式、用途上都发生了巨大的改变，许多数字电子钟都已经具备温度检测、电子闹钟、电子秒表等各种各样的功能，同时单片机在多功能数字电子钟中的应用也是越来越普遍了。多功能数字电子时钟除了具有时钟应该具有的功能外还可以包含对实时环境温度检测并报警的功能，温度是一项最基本的实时环境参数；在各行各业的生产及日常生活中，对温度的测量及控制一直都占据着非常重要的地位；现在，典型的温度检控系统主要由A/D转换电路、模拟式温度传感器和各种单片机应用系统组成；因为模拟式温度传感器最终输出的模拟信号必须由A/D转换电路转换为数字信号后才能输入到单片机应用系统中，进行读写的操作，所以硬件电路是相当复杂的，并且成本较高，但以DS18B20为代表的新型单线总线数字式温度传感器将温度测量和A/D转换合并在一起，这种传感器可以直接输出数字量，同时与单片机相连接的电路结构很简单，可以广泛应用于距离远并且有很多分布节点的场合，具有很强应用价值。数字多功能电子时钟是利用数字电路实现对时、分、秒的数字显示，现在被广泛用于个人、家庭、办公室、车站、码头等场所，成为人们日常生活中不可缺少的电子产品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，数字电子钟的精度远远超过老式钟表，给人们日常生产和生活带来了方便，并且扩展了钟表原先的报时功能，添加了定时报警、按时打铃、时间程序控制、定时广播、自动开关路灯、通断动力设备、甚至各种定时电器的自动启用等功能，所有的这些，都是以数字电子钟为基础的，因此，研究数字电子钟，扩大数字电子钟的应用，有着非常重要的意义。1.2数字多功能计时器的国内外研究现状数字电子时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。但随着时间的推移，科学技术的不断发展，生活节奏越来5越快，竞争日益激烈，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。可以说时间的准确已成为各行各业安全运行的基础，如果时间出现误差而不能及时校正，会造成一系列严重的后果和经济损失。电子时钟的设计方法有多种，可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟，还可以利用对单片机编程来实现电子钟。其中，利用单片机实现的电子时钟具有硬件结构简