基于单片机可调式日历时钟

1、 单片机应用系统设计实践报告专 业: 学生姓名： 班 级： 学 号： 指导教师： 实习时间： 作品名称：基于单片机可调式日历时钟摘 要为将所学单片机知识与实践结合起来，考虑到题目要求内容，故设计了基于DS1302与LCD1602设计的可调式及无线实时传输的电子日历时钟，通过高精度时钟芯片1302内部关于时间和日期的寄存器的自动调整，单片机循环往复的从其内部读取数据，通过数制转换和计算然后显示在主机的1602液晶屏上，然后通过24L01无线模块将实时数据发送给从机，从机再显示在1602液晶上。另外该系统含有修正和闹钟功能，通过按键对单片机产生外部中断来选择调时模式和闹钟模式，且在相应模式下经选择

2、、加、减、确定键达到调节和设定目的，当达到闹钟设定值时会有led灯闪烁作为报警信号。 关键词：单片机 DS1302 LCD1602 无线 中断目 录一 引言1二 系统方案比较与论证12.1电源模块12.2计时模块12.3无线模块12.4显示模块2三 设计与论证23.1 系统工作原理23.2 硬件设计23.3 软件设计3四 系统总体电路设计5五 系统测试55.1系统测试工具55.2显示实时时间55.3时间可调55.4闹钟设定55.5无线传输5六 结语5一 引言随着时代的发展，自动技术的普遍，公共场所服务的人性化，电子日历时钟越来越普遍进入大众视野，同时无线传输对人类活动的影响越来越大，那么将电子

3、日历时钟与无线结合起来能够提高信息的传输范围，更好地为人们服务，也节约了成本和资源。 二 系统方案比较与论证 根据设计的需求，系统主要可分为电源模块、计时模块、无线模块、显示模块。2.1电源模块 方案一：直接供应5V左右的工作电压，以驱动单片机和各模块，电路简单，易于实现。方案二：采用9V电压输入，通过7805稳压模块将电压稳定到5V左右，然后供应给单片机及各模块，但是电路复杂。比较以上两种方案，为了让整个系统更加稳定的工作，选择方案一。2.2计时模块 方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现

4、的时间误差较大。方案二：采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、星期、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,31*8位的RAM做为数据暂存区，工作电压范围为2.5V5.5V，2.5V时耗电小于300nA。比较以上两种方案，为了让时间更具有可靠性、实时性，所以选择方案二。2.3无线模块方案一：一般的LC 振荡器。可是其频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，误差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。方案二：射频发射及接收的nRF2401模块。nRF2401 是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 GHz2.5 GH

5、z ISM 频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst 技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01 功耗低,在以-6 dBm 的功率发射时，工作电流也只有9 mA;接收时，工作电流只有12.3 mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。方案三：nRF905模块，工作电压为1.93.6V，32引脚QFN封装(55mm)，工作于433/868/915MHz三个ISM(工业、科学和医学)频道，频道之间的转换时间小于650us。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不

6、需外加声表滤波器，此外，其功耗非常低，以-10dBm的输出功率发射时电流只有11mA，工作于接收模式时的电流为12.5mA，内建空闲模式与关机模式，易于实现节能。比较以上方案，结合设计实际和实验室已有资源，选择方案二。2.4显示模块方案一：采用LED数码管动态扫描,虽然LED数码管价格适中,但要显示多个数字所需要的个数偏多，功耗较大，显示出来的只是数字，而不能显示其他字符。所以也不用此种作为显示。方案二：采用LCD显示，12864液晶显示功能强大，能显示汉字、图像等形式，但考虑到本次设计显示日期和时间，显示两行就满足要求，故不考虑12864液晶。方案三：采用LCD1602液晶显示屏,液晶显示屏

7、的显示功能强大,可显示大量字符，且视觉效果较好，外形美观。LCD1602可实现显示2行十六个字符。比较以上方案，结合设计实际和实验室已有环境，选择方案三。2.5指示部分此部分基于成本和效果的考虑，选用led灯的闪烁作为响应达到闹钟设定值的指示。三 设计与论证3.1 系统工作原理 该系统以STC89C52单片机为核心，以DS1302作为时间和日期的产生源，以LCD1602作为显示界面，以NRF24L01作为主机和从机的无线通信媒介，以独立按键作为数据修改和设定的控制端。主机不断从DS1302的寄存器中读取数据，送到LCD1602给予显示，同时通过NRF24L01将以上数据发送给从机，从机通过NR

8、F24L01接收数据并显示在LCD1602上。3.2 硬件设计电路原理图如图1图1电路原理图3.3 软件设计 主机基于采用独立按键来对时间进行调整、闹钟进行设定等，基础部分可通过DS1320模块将数据传输到单片机，然后单片机经过数制转换送到1602上显示，紧接着通过24L01将数据发送出去，而按键部分采用中断的方式来对时间进行修改和设定，并将数据保存和处理，如图2。 图2 主机时间/闹钟采集、调整、显示及无线发送流程图 从机基于24L01接收数据获取数据，然后送给1602显示，如图3。 图3 从机无线接收、显示流程图四 系统总体电路设计根据上述方案论证，最终确定以STC89C52单片机为主从机

9、的控制核心，主机通过DS1302时钟芯片对实时时间进行记录，并且将这些信息通过1602液晶屏显示出来，同时利用24L01将实时数据发送给从机，通过独立按键实现对时间的修改以及对闹钟的设定，并且以led灯作出闹钟报警。从机通过24L01接收及通过1602显示接收到的内容。图4 系统总体结构框图五 系统测试5.1系统测试工具 准确的北京时间5.2显示实时时间 硬件电路在软件程序代码的驱动下成功实现了实时时间的显示，并且在检测时时间为2013年8月22日。 5.3时间可调 对实时时间进行了调整，并能够正常执行。5.4闹钟设定 闹钟设定为08:02:00，在时间到达时，led灯闪烁一分钟。5.5无线传输 主从机能够通过24L01实现实时数据传输。六 结语经过这段