單片機課程設計-多功能數(shù)字時鐘.doc

1/35單片機課程設計姓名：題目：多功能數(shù)字時鐘完成日期：2011年12月2/35摘要多功能數(shù)字時鐘的設計基于STC90C516RD+單片機系統(tǒng)，通過精確的時鐘芯片計時，并通過單片機從時鐘芯片內(nèi)讀出時間精確在液晶上顯示。同時還能在紅外遙控發(fā)射器與紅外接收探頭的配合下通過單片機系統(tǒng)對時鐘芯片內(nèi)的時間進行修改，并將修改后的時間寫入時鐘芯片進行精確計時。為了防止突然掉電時間復位的情況，每隔一定的時間通過單片機從時鐘芯片里讀出確定的時間并寫入到掉電存儲模塊里面，這樣即使掉電時間也能正常精確的進行計時。關鍵字：單片機；時鐘；紅外；掉電存儲；3/35目錄單片機課程設計.1摘要.21前言.41.2背景.41.2方案.52硬件方面.621MCU.622人機界面.723外圍器件.8231電源輸入模塊.8232掉電存儲模塊.8233時鐘模塊.9234紅外接收模塊.10235液晶模塊.113軟件設計.1131模塊框圖.1132總流程圖.1233分模塊流程圖.13331掉電存儲模塊流程圖.13332DS1302時鐘流程圖.14333WD6122紅外遙控發(fā)射流程圖.15334HS0038紅外接收探頭流程圖.154綜合調(diào)試.175總結(jié).17附錄1：實物圖.19附錄2：源代碼.204/351前言1.2背景20世紀末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快?，F(xiàn)代生活的人們越來越重視起了時間觀念，可以說是時間和金錢劃上了等號。對于那些對時間把握非常嚴格和準確的人或事來說，時間的不準確會帶來非常大的麻煩。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點，它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領域。數(shù)字鐘廣泛用于個人家庭,車站,碼頭辦公室等公共場所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?由于集成電路的發(fā)展和廣泛應用,使得數(shù)字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表,鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實5/35的意義但當前的數(shù)字鐘存在諸多弊端。我們設計的液晶顯示的時間簡單明了而且讀數(shù)快、時間準確顯示到秒，所以液晶為顯示器的時鐘比指針式的時鐘表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢。而機械式的依賴于晶體震蕩器，可能會導致誤差。數(shù)字鐘DS1302的計時精度、穩(wěn)定度遠遠超過老式機械鐘。采用紅外遙控裝置進行時間的重置，對一些比較高活不易接觸的時鐘顯得更加方便。若設計了掉電存儲功能，即使突然斷電，時間仍舊精確計時，不會就此復位或者停止，當重新裝上電源，時間準確現(xiàn)實當前時間，這是一個很大的優(yōu)勢，有很大的市場。我們希望做出一個能解決以上缺陷的數(shù)字時鐘！1.2方案多功能數(shù)字鐘是采用DS1302以24小時計時方式實現(xiàn)對“時”、“分”、“秒”、“星期”、“日”、“月”、“年”數(shù)字顯示的計時裝置。根據(jù)LCD1602液晶顯示原理來進行顯示“時”、“分”、“秒”、“星期”、“日”、“月”、“年”，用DS1302實現(xiàn)精確計時、進位。數(shù)字鐘通過從AT24C02讀出時間，寫入DS1302，DS1302自動運行計時，讀出DS1302的數(shù)并在LCD1602中顯示，同時不停的將DS1302中的時間寫入AT24C02中供掉電存。在執(zhí)行程序過程中還要及時響應來自外部的紅外中斷信號，進行新的時間調(diào)整并寫入DS1302，最終實現(xiàn)主程序的循環(huán)！6/352硬件方面21MCU單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。通常，單片機由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。單片機經(jīng)過1、2、3、3代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價格、大存儲容量、強I/O功能及較好的結(jié)構(gòu)兼容性方向發(fā)展。其發(fā)展趨勢不外乎以下幾個方面：1、多功能單片機中盡可能地把所需要的存儲器和I/O口都集成在一塊芯片上，使得單片機可以實現(xiàn)更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可編程計數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān)視定時器-看家狗）、高速I/O口及計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。有的單片機針對某一個應用領域，集成了相關的控制設備，以減少應用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以51內(nèi)核為核心，集成了USB控制器、SMARTCARD接口、MP3解碼器、CAN或者I*I*C總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示驅(qū)動器也開始集成在8位單片機中。2、高效率和高性能為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機開始使用RISC、流水線和DSP的設計技術(shù)，使單片機的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：單片機的時鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機運行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機的尋址能力、片內(nèi)ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復雜程度的增加，開始使用高級語言（如C語言）來開發(fā)單片機的程序。使用高級語言可以降低開發(fā)難度，縮短開發(fā)周期，增強軟件的可讀性和可移植性，便于改進和擴充功能。3、低電壓和低功耗7/35單片機的嵌入式應用決定了低電壓和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工藝的大量采用，很多單片機可以在更低的電壓下工作（1.2V或0.9V），功耗已經(jīng)降低到uA級。這些特性使得單片機系統(tǒng)可