单片机课程设计-多功能数字时钟.doc

1/35单片机课程设计姓名：题目：多功能数字时钟完成日期：2011年12月2/35摘要多功能数字时钟的设计基于STC90C516RD+单片机系统，通过精确的时钟芯片计时，并通过单片机从时钟芯片内读出时间精确在液晶上显示。同时还能在红外遥控发射器与红外接收探头的配合下通过单片机系统对时钟芯片内的时间进行修改，并将修改后的时间写入时钟芯片进行精确计时。为了防止突然掉电时间复位的情况，每隔一定的时间通过单片机从时钟芯片里读出确定的时间并写入到掉电存储模块里面，这样即使掉电时间也能正常精确的进行计时。关键字：单片机；时钟；红外；掉电存储；3/35目录单片机课程设计.1摘要.21前言.41.2背景.41.2方案.52硬件方面.621MCU.622人机界面.723外围器件.8231电源输入模块.8232掉电存储模块.8233时钟模块.9234红外接收模块.10235液晶模块.113软件设计.1131模块框图.1132总流程图.1233分模块流程图.13331掉电存储模块流程图.13332DS1302时钟流程图.14333WD6122红外遥控发射流程图.15334HS0038红外接收探头流程图.154综合调试.175总结.17附录1：实物图.19附录2：源代码.204/351前言1.2背景20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦。数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。数字钟广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于集成电路的发展和广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实5/35的意义但当前的数字钟存在诸多弊端。我们设计的液晶显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒，所以液晶为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。数字钟DS1302的计时精度、稳定度远远超过老式机械钟。采用红外遥控装置进行时间的重置，对一些比较高活不易接触的时钟显得更加方便。若设计了掉电存储功能，即使突然断电，时间仍旧精确计时，不会就此复位或者停止，当重新装上电源，时间准确现实当前时间，这是一个很大的优势，有很大的市场。我们希望做出一个能解决以上缺陷的数字时钟！1.2方案多功能数字钟是采用DS1302以24小时计时方式实现对“时”、“分”、“秒”、“星期”、“日”、“月”、“年”数字显示的计时装置。根据LCD1602液晶显示原理来进行显示“时”、“分”、“秒”、“星期”、“日”、“月”、“年”，用DS1302实现精确计时、进位。数字钟通过从AT24C02读出时间，写入DS1302，DS1302自动运行计时，读出DS1302的数并在LCD1602中显示，同时不停的将DS1302中的时间写入AT24C02中供掉电存。在执行程序过程中还要及时响应来自外部的红外中断信号，进行新的时间调整并写入DS1302，最终实现主程序的循环！6/352硬件方面21MCU单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机经过1、2、3、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强I/O功能及较好的结构兼容性方向发展。其发展趋势不外乎以下几个方面：1、多功能单片机中尽可能地把所需要的存储器和I/O口都集成在一块芯片上，使得单片机可以实现更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可编程计数器阵列）、WDT（监视定时器-看家狗）、高速I/O口及计数器的捕获/比较逻辑等。有的单片机针对某一个应用领域，集成了相关的控制设备，以减少应用系统的芯片数量。例如，有的芯片以51内核为核心，集成了USB控制器、SMARTCARD接口、MP3解码器、CAN或者I*I*C总线控制器等，LED、LCD或VFD显示驱动器也开始集成在8位单片机中。2、高效率和高性能为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用RISC、流水线和DSP的设计技术，使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单片机运行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的数量和限制。由于系统资源和系统复杂程度的增加，开始使用高级语言（如C语言）来开发单片机的程序。使用高级语言可以降低开发难度，缩短开发周期，增强软件的可读性和可移植性，便于改进和扩充功能。3、低电压和低功耗7/35单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工艺的大量采用，很多单片机可以在更低的电压下工作（1.2V或0.9V），功耗已经降低到uA级。这些特性使得单片机系统可以在更小电源的支持下工作更长的时间。4、低价格单片机应用面广，使用数量大，带来的直接好处就是成本的降低。目前世界各大公司为了提高竞争力，在提高单片机性能的同时，十分注意降低其产品的价格。22人机界面单片机最小系统：图2.2.1STC90C516RD+单片机系统