单片机多功能电子钟毕业设计论文机械毕业设计论文.doc

XX大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：单片机多功能电子钟的设计—硬件设计学生姓名：昊天学 号：20011616专 业：电子信息工程班 级：010203指导教师：刘华31摘 要电子钟主要是利用现代电子技术将时钟电子化、数字化与传统的机械钟相比，具有时钟精确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用另外，在生活和工农业生产中，人们对电子钟的功能又提出了诸多要求：报时、闹钟、日历、温度显示，这就需要电子时钟的多功能性根据人们的不同要求，本设计主要为实现一款可正常显示时钟/日历、测量环境温度、带有定时闹铃的多功能电子时钟笔者通过查阅大量的资料对当前电子钟开发技术进行了认真的比较和分析，最终确定采用单片机技术实现多功能电子时钟本设计基于AT89C51芯片作为核心，7位LED数码管显示，使用DS1302时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能，同时利用DS18B20温度传感器测量环境温度这种设计方法的优点是电路简单，性能稳定，实时性好，时间和温度精度高，性价比高，开发较为容易关键词：电子时钟；多功能；DS1302时钟日历芯片；AT89C51；温度传感器The Design with Investigation of the Multi-function Electron Clock －The Design of the Hardware AbstractThe electronic clock mainly uses the electronic technology make the clock computerization, the digitization.Compared with the traditional mechanical bell, it has the clock precision, intuitive display, the advantages of no mechanical transmission device, which is widely used.In addition, living and industrial and agricultural production, people on the clock's function has also put forward many demands: alarm clock, calendar, temperature display, so electronic clock need multi-function.According to the different requirements of the people, the design for the main implementing a clock/calendar can be displayed normal, collecting personal ambient temperature, with the timing alarm of the multi-function electronic clockThrough access to a lot of information.Comparing and analysising the development technology of the electron clock, the design determines to use the MCU technology to realize the multi-functional electron clock. This design application AT89C51 as a core chips, 7 LED digital displaying, using DS1302 real-time clock chip to complete the basic function of the clock/calendar. At the same time the design use of DS18B20 temperature sensors to collect the environmental temperature. The method has the advantage of being simple circuit, reliable performance, good real-time, high precision of the time and temperature, cost-effective to develop more easily.Key words: Electronic clock; Multi-function; DS1302; AT89C51; Temperature pickup 目 录摘 要 IAbstract II第一章 引 言 11.1 多功能电子时钟研究的背景和意义 11.2 电子时钟的功能 2第二章 电子时钟设计方案分析 32.1 NE555时基电路设计方案 32.2 单片机设计方案 4第三章 基于单片机的电子时钟硬件设计 53.1 主要IC芯片选择 53.1.1 微处理器选择 53.1.1.1常用时钟日历芯片比较 63.1.1.2 DS1302简介 63.1.1.3 DS1302引脚说明 73.1.1.4 DS1302的控制字和读写时序说明 73.1.1.5 DS1302的片内寄存器 93.1.2 环境温度传感器选择 103.1.2.1 常用温度传感器比较 103.1.2.2 DS18B20简介 113.1.2.3 DS18B20内部结构 113.2 电子时钟硬件电路设计 133.2.1 时钟电路设计 143.2.2 环境温度采集电路设计 143.2.3 显示电路 153.2.4 按键电路设计 163.2.5 闹铃电路设计 173.2.6 复位电路设计 18第四章 电子时钟软件设计 204.1 主程序设计 204.2 子程序设计 204.2.1 实时时钟日历子程序设计 204.2.2 环境温度采集子程序设计 214.2.3 显示子程序设计 244.2.4 键盘扫描子程序 254.2.5 闹铃子程序设计 25结 论 29参考文献 30附录A 多功能电子时钟元器件一览表 31附录B 多功能电子时钟硬件原理图 32致 谢 33第一章 引 言一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。

从古至今，时间是人们生活中不可缺少的重要伴侣如果没有时间的概念，社会将停滞不前从古代的圭表、水漏，到后来的机械钟表以及当今的电子钟，都充分显现出了时间的重要因此利用当今先进的科技致力于电子钟的研究将能更好的服务于人们的生活1.1 多功能电子时钟研究的背景和意义电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志在其推动下，现代电子产品正在以前所未有的革新速度，向着功能多样化、体积最小化、功耗最低化的方向迅速发展，电子技术的发展有力的推动社会生产力的发展 郭沫若先生曾说：时间就是生命，时间就是速度，时间就是力量时间对我们来说总是那么宝贵，在我们的日常工作、学习、生活中，时间概念愈加显得重要在高度发达信息化的21世纪，人们总是那么忙碌生活工作中班车要准点，上班要准时，开会要有时间限制；工业生产中，每一道工序都要有严格的时间限制，这样才能做到井井有条；严谨的科技研究中，时间更是重中之重能够准确的了解并且实时性的知道时间，是我们学习、工作、生活中不可或缺的机械式钟表虽然也可以告知人们时间，也可以定时，显示日历但是由于受到机械结构、动力和体积的限制，在功能、性能以及造价上都没办法与电子时钟相比。

电子钟是采用电子电路实现对时、分、秒进行数字显示的计时装置，广泛应用于个人家庭，室外广场，汽车站和火车站等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需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，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、0按时自动打铃、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，更为先进的电子钟的研究有着良好的发展前景和市场潜力随着社会的进步，人们越来越青睐功能多样化的产品温度实时显示系统技术已经发展成熟，比如空调遥控器上当前室温的显示、热水器温度的显示等等如果能够在电子钟上利用电子技术实时性的准确的显示环境温度，那将为我们的生活、工作、和工业生产中带来极大的便利，同时也可以让我们随时的了解周围环境的变化以及必要措施的施行1.2 电子时钟的功能电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时间精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中当今市场上的电子时钟品类繁多，外形小巧别致。

也有体型较大的，诸如公共场所的大型电子报时器等电子时钟首先是数字化了的时间显示或报时器，在此基础上，人们可以根据不同场合的要求，在时钟上加置其他功能，比如定时闹铃，万年历，环境温度、湿度检测，环境空气质量检测，USB扩展口功能等本设计电子时钟主要功能为：1. 具有时间显示和手动校对功能，24小时制；2. 具有年、月、日显示和手动校对功能；3. 具有闹铃功能；4. 具有环境温度采集和显示功能；5. 掉电后无需重新设置时间和日期；6. 采用交直流供电电源交流供电为主，直流电源为后备辅助电源，能自动切换第二章 电子时钟设计方案分析电子闹钟既可以通过纯硬件实现，也可以通过软硬件结合实现，根据电子时钟里的核心部件——秒信号的产生原理，通常有以下两种形式：2.1 NE555时基电路设计方案555定时器是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5KΩ的电阻而得名一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555目前，流行的产品主要有4种：BJT两个：555，556（含有两个555）；CMOS两个：7555，7556（含有两个7555）。

555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等领域[5]采用NE555时基电路或其他振荡电路产生秒脉冲信号，作为秒加法电路的时钟信号或微处理器的外部中断输入信号，可构成电子钟由555构成的秒脉冲发生器电路见图2.1输出的脉冲信号V0的频率F为： 式（2.1）可通过调节式2.1中的3个参数，使输出V0的频率为精确的1Hz图2.1 基于５５５的秒脉冲发生器采用555定时器设计电子时钟，成本低，容易实现但是受芯片引脚数量和功能限制，不容易实现电子时钟的多功能性2.2 单片机设计方案单片机（常用英文字母的。