stm32電子鐘設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報告

-.z.成績成績課程論文題目：基于STM32的多功能電子時鐘學(xué)生：梁健學(xué)生**：1008050120系別：電氣信息工程系專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)年級：任課教師：曉東電氣信息工程學(xué)院制2013年3月-.z.基于stm32的多功能電子時鐘學(xué)生：梁健指導(dǎo)教師：曉東電氣信息工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)TOC\o"1-3"\h\u192一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求5246401、設(shè)計(jì)任務(wù)5154582、設(shè)計(jì)要求53018二、方案設(shè)計(jì)與論證5141061、單片機(jī)芯片選擇方案7229712、顯示選擇方案728823三、硬件單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算8108701、電源電路8208482、按鍵電路8120153、rtc時鐘9309244、12864顯示電路9188245、溫度傳感器模塊1021139四、軟件設(shè)計(jì)與流程圖10226231、主程序流程圖10140382、顯示子程序流程圖12126233、按鍵子程序流程圖144084五、總原電路及元器件清單1668551．總原理圖164921六、元器件清單2630609七、主程序2622574八、參考文獻(xiàn)30摘要:本論文基于單片機(jī)原理技術(shù)介紹了一款于stm32芯片作為核心控制器的單片機(jī)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與制作，包括硬件電路原理的實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)、軟件程序編輯的實(shí)現(xiàn)、數(shù)字電子鐘正常工作的流程、原理圖仿真實(shí)現(xiàn)、硬件實(shí)物的安裝制作與硬件實(shí)物的調(diào)試過程。該單片機(jī)數(shù)字電子鐘采用stm32自帶的RTC,用lLCD12864能夠準(zhǔn)確顯示時間（顯示格式為：年月日時分秒），可隨時進(jìn)行時間調(diào)整，時間可采用12小時制顯示或24小時制顯示，用12864做成菜單形式，鬧鈴提醒，可按自己的要求設(shè)置擴(kuò)展的小鍵盤個數(shù),并增加溫度顯示。關(guān)鍵詞：單片機(jī)

、數(shù)字電子鐘、LCD12864、STM32、RTC，溫度傳感器一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、設(shè)計(jì)任務(wù)用STM32設(shè)計(jì)一個數(shù)字電子鐘，采用LCD12864來顯示并修改，時間或鬧鈴。2、設(shè)計(jì)要求（1）顯示格式為：**\**\****\**\**即：年\月\日時\分\秒。（2）具有鬧鈴功能。（3）按鍵改變時間。（4）按鍵改變鬧鈴。（5）溫度的顯示。二、方案設(shè)計(jì)與論證整個系統(tǒng)用stm32單片機(jī)作為中央控制器，由單片機(jī)執(zhí)行采集部rtc值，時鐘信號通過單片機(jī)I/O口傳給LCD12864，單片機(jī)模塊控制驅(qū)動模塊驅(qū)動顯示模塊，通過顯示模塊來實(shí)現(xiàn)信號的輸出、LCD12864的顯示及相關(guān)的控制功能。系統(tǒng)設(shè)有按鍵模塊用于對時間進(jìn)行調(diào)整及擴(kuò)展多個小鍵盤，系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。設(shè)置？設(shè)置？是顯示時間，溫度跳出"開始選擇更改時間，鬧鈴正常顯示圖1系統(tǒng)整體框圖1、單片機(jī)芯片選擇方案方案一：stm32是一個低功耗，高性能32位單片機(jī)，片含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器。主要性能有：與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、三級加密程序存儲器、32個可編程I/O口線、三個16位定時器/計(jì)數(shù)器、八個中斷源、全雙工UART串行通道、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識符、易編程。方案二：AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片含8kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。主要性能有：兼容MCS51指令系統(tǒng)、32個雙向I/O口、256*8bit部RAM、3個16位可編程定時/計(jì)數(shù)器中斷、時鐘頻率0-24MHz、2個串行中斷、可編程UART串行通道、2個外部中斷源、6個中斷源、2個讀寫中斷口線、3級加密位、低功耗空閑和掉電模式、軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。從單片機(jī)芯片主要性能角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘單片機(jī)芯片選擇設(shè)計(jì)采用方案一既stm32。2、顯示選擇方案方案一：lcd1286。顯示質(zhì)量高，沒有電磁輻射，可視面積大，應(yīng)用圍廣，畫面效果好，數(shù)字式接口，”身材”勻稱小巧，功耗小。方案二：數(shù)碼管動態(tài)顯示。動態(tài)顯示，即各位數(shù)碼管輪流點(diǎn)亮，對于顯示器各位數(shù)碼管，每隔一段延時時間循環(huán)點(diǎn)亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但須保證掃描速度足夠快，人的視覺暫留功能才可察覺不到字符閃爍。顯示器的亮度與導(dǎo)通電流、點(diǎn)亮?xí)r間及間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省了I/O口，降低了能耗。從節(jié)省單片機(jī)芯片I/O口和降低能耗角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘數(shù)碼管顯示選擇設(shè)計(jì)采用方案一，既lcd12864顯示。三、硬件單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1、電源電路本數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)所需電源電壓為直流、電壓值大小5V的電壓源。從硬件實(shí)物設(shè)計(jì)簡易程度與經(jīng)費(fèi)方面考慮，用兩節(jié)電壓值大小2.5V干電池與電路電壓源引腳相連接即可達(dá)到硬件設(shè)計(jì)要求。即本數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)用兩節(jié)電壓值大小2.5V干電池做硬件電路電壓源。2、按鍵電路本數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)所需按鍵用于進(jìn)行顯示時間的調(diào)整與設(shè)置擴(kuò)展的小鍵盤。單片機(jī)芯片4個I/O口可與按鍵直接相連，通過編程，單片機(jī)芯片即可控制按鍵接口電平的高低，即按鍵的開與關(guān)，以達(dá)到用按鍵進(jìn)行顯示時間的調(diào)整與設(shè)置擴(kuò)展的小鍵盤的設(shè)計(jì)要求。3、rtc時鐘Stm32自帶rtc模塊，實(shí)時時鐘是一個獨(dú)立的定時器。RTC模塊擁有一組連續(xù)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，在相應(yīng)軟件配置下，可提供時鐘日歷的功能。修改計(jì)數(shù)器的值可以重新設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)前的時間和日期RTC模塊和時鐘配置系統(tǒng)(RCC_BDCR寄存器)處于后備區(qū)域，即在系統(tǒng)復(fù)位或從待機(jī)模式喚醒后，RTC的設(shè)置和時間維持不變。系統(tǒng)復(fù)位后，對后備寄存器和RTC的訪問被禁止，這是為了防止對后備區(qū)域(BKP)的意外寫操作。在RTC預(yù)分頻器余數(shù)寄存器(RTC_DIVH/RTC_DIVL)賦值可改變時間，在RTC鬧鐘寄存器(RTC_ALRH/RTC_ALRL)中改變鬧鈴時間。4、12864顯示電路數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)的顯示模塊用8個一位數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)，也可用兩個四位一體數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。兩種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)效果一樣。從實(shí)物制作的難易程度出，本數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)采用兩個四位一體數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。即數(shù)碼管引腳與單片機(jī)芯片和74LS245對應(yīng)引腳相連接。5、溫度傳感器模塊DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。1:技術(shù)性能描述①、獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。②、測溫圍－55℃～+125℃，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯誤的）0.5℃。③、支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。④、工作電源:3~5V/DC（可以數(shù)據(jù)線寄生電源）⑤、在使用中不需要任何外圍元件。軟件設(shè)計(jì)與流程圖1、主程序流程圖主程序流程圖如下圖圖2所示否否是更改數(shù)值顯示溫度Sec變了？開啟rtc，初始化溫度進(jìn)入循環(huán)圖22、顯示子程序流程圖顯示程序流程圖如下圖圖3所示。YY是否滿24h"顯示緩沖單元清0返回NY是否滿60m"小時加1分值加1NRtc計(jì)數(shù)開始循環(huán)次數(shù)加1是否滿1s"是否滿60s"秒值加1N開始圖33、按鍵子程序流程圖顯示子程序流程圖如下圖圖4所示。DISPLAYDISPLAY秒數(shù)加1秒值按鍵按下？分值按鍵按下？小時按鍵按下？切換鍵是否按下？YN小時>=12"NY標(biāo)志位顯示B標(biāo)志位顯示A分離秒值個位、十位顯示分十位、個位分離小時個位、十位顯示秒十位、個位分離分值個位、十位顯示小時十位、個位分?jǐn)?shù)加1時數(shù)加1正常顯示？顯示HYYYY開始圖4五、總原電路及元器件清單1．總原理圖最小系統(tǒng)控制原理圖如下圖圖5所示,12864原理圖如下圖圖6所示。圖5（1）：stm32f103引腳圖圖5（2）：指示燈與復(fù)位電路圖5（3）：穩(wěn)壓電路，變壓電路，晶震圖62．實(shí)物圖圖7按鍵模塊圖8stm32最小系統(tǒng)模塊圖9歡迎界面圖10選擇界面圖11正常顯示界面圖12選擇時界面圖13調(diào)整時間界面圖14調(diào)整鬧鈴界面圖15鬧鈴開始界面圖1612864實(shí)物圖17調(diào)溫度傳感器實(shí)物六、元器件清單STM32F103VET6一個杜邦線一束Lcd12864一個定位器（10k）一個Ds18b20一個插排一排電源一個銅柱兩個七、主程序//*include<stm32f10*_lib.h>*include"sys.h"*include"usart.h" *include"delay.h" *include"led.h"*include"key.h"*include"e*ti.h"*include"wdg.h"*include"timer.h" *include"rtc.h"*include"lcd12864.h"*include"ds18b20.h"*include"adc.h"*include"timer.h" constu8*PILED_DATE=__DATE__;//獲得編譯日期constu8*PILED_TIME=__TIME__;//獲得編譯時間e*ternu8TIM5CH1_CAPTURE_STA; //輸入捕獲狀態(tài) e*ternu16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL; //輸入捕獲值shorttemp;intmain(void){ //u16adc*; u8t=1; Stm32_Clock_Init(9);//系統(tǒng)時鐘設(shè)置 delay_init(72); //延時初始化 uart_init(72,9600);//串口1初始化 KEY_Init(); LCD12864_initial(); //初始化12864液晶 LCD_Clearh(); //12864液晶初始化LED_Init(); //初始化與LED連接的硬件接口 Adc_Init(); //AD轉(zhuǎn)換初始化 E*TI*_Init(); //外部中斷初始化 RTC_Init(); //時鐘初始化 *uanzhe();//選擇你需要的操作while(DS18B20_Init())//初始化DS18B20,兼檢測18B20 { LCD(3,0,"失敗"); delay_ms(500); LED0=!LED0;//DS0閃爍 } while(1) {temp=DS18B20_Get_Temp(); if(temp<0) { temp=-temp; LCD(3,4,"_"); } Show_dig(2,5,temp/10);//顯示溫度值 LCD12864_sendbyte(0,0*33); LCD12864_sendbyte(1,46); Show_digl(temp%10); LCD(2,7,"℃"); if(t!=timer.sec) { t=timer.sec; Show_dig(1,0,timer.w_year); LCD12864_sendbyte(1,47); if(timer.w_month<=9) {Show_digl(0); Show_digl(timer.w_month); } else Show_digl(timer.w_month); LCD12864_sendbyte(1,47); if(timer.w_date<=9) {Show_digl(0); Show_digl(timer.w_date); } else Show_digl(timer.w_date); switch(timer.week) { case0: LCD(1,5,"星期天"); 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