畢業(yè)論文——單片機(jī)定時(shí)鬧鐘

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1、單片機(jī)定時(shí)鬧鐘一、[電路概述]該時(shí)鐘電路主要以單片機(jī)AT89S52為核心而設(shè)計(jì)的，通過單片機(jī)對信息的分析與處理控制外圍設(shè)備。電路整體設(shè)計(jì)思想是想把它做成一個(gè)實(shí)用的器件，所以在題目要求的前提下，我們又加入了星期程序，溫度程序，年、月、日程序以及時(shí)間的12—24轉(zhuǎn)換程序。[關(guān)鍵字]：單片機(jī)數(shù)碼顯示溫度傳感器光識電路二、[題目分析與方案論證]按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由復(fù)位模塊、時(shí)鐘模塊、溫度模塊、音樂模塊、光識模塊及顯示模塊共五個(gè)模塊組成，后來在時(shí)鐘模塊的基礎(chǔ)上又加載了日歷、星期的模塊從單片機(jī)AT89S52入手，通過使用AT89S52的

2、內(nèi)部的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，結(jié)合對外接晶振的調(diào)節(jié)來確定一個(gè)合適的振蕩周期，從而確定出內(nèi)部的機(jī)器周期。再通過對內(nèi)部中斷程序的設(shè)置來設(shè)計(jì)出時(shí)鐘程序，即設(shè)計(jì)出了電子時(shí)鐘的核心。根據(jù)題目的要求，我們設(shè)計(jì)了以下方案：[方案一]設(shè)計(jì)中加載了年、月、日的設(shè)計(jì)，剛開始時(shí)打算用18個(gè)共陽數(shù)碼管，考慮到數(shù)碼管太多是畢會給硬件電路帶來麻煩，經(jīng)過考慮后，決定把年、月、日與時(shí)間設(shè)置到一組數(shù)碼管上來，即六個(gè)數(shù)碼管即能顯示時(shí)間又能顯示年、月、日，這樣一來就方便了硬件電路；[方案二]主控芯片使用51系列AT89S52單片機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)溫度模塊設(shè)計(jì)溫度元件用AD590，利用AD590以

3、及接口電路把溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓，經(jīng)由ADC0804轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后經(jīng)AT89S52處理顯示溫度。但由于AD590價(jià)錢比較貴，且只能轉(zhuǎn)換成模擬電壓，這樣一來硬件就要增加更多的器件且又不經(jīng)濟(jì)，經(jīng)查找發(fā)現(xiàn)18B20溫度傳感器價(jià)錢便宜且可以直接把溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字量測溫范圍為-55—125度，最大分辨率可達(dá)0.0625度，采用3線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)，所以我們選擇了18B20溫度傳感器。附18B20溫度傳感器工作原理：DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的

4、熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9—12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。溫度傳感器DS18B20采集溫度信號送該給單片機(jī)處理，存儲器通過單片機(jī)對某些時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；，DS18B20的性能特點(diǎn)如下：1、獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)引腳進(jìn)行通信；2、多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；3、無須外部器件；4、可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0---5.5V；5、零待機(jī)功耗；6、溫度以9或12位數(shù)字量讀出；7、用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置；8、報(bào)警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)

5、警條件）的器件；9、負(fù)電壓特性，電源極性接反是，溫度計(jì)不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。三、[系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖]AT89S52主控模塊光識電路溫度電路音樂電路顯示電路電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路[按鍵功能]a鍵：P2.1口12---24轉(zhuǎn)換b鍵：P2.3口調(diào)整定時(shí)、計(jì)時(shí)的時(shí)、調(diào)整年c鍵：P2.5口調(diào)整計(jì)時(shí)的秒和定時(shí)狀態(tài)及日d鍵：P2.7口判斷定時(shí)到否e鍵：P2.0口調(diào)整星期f鍵：P2.2口定時(shí)、計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換g鍵：P2.4口調(diào)整定時(shí)、計(jì)時(shí)的秒和判斷定時(shí)狀態(tài)、調(diào)整日h鍵：P2.6口調(diào)整定時(shí)的報(bào)警音樂、省電模式i鍵：復(fù)位鍵j鍵：P3.6口年、月、日的顯示四、[主要

6、電路原理與設(shè)計(jì)]（1）系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)：電路是由控制部分和顯示部分兩大部分組成。利用單片機(jī)程序進(jìn)行控制，單片機(jī)以晶體振蕩器的振蕩周期(或外部引入的時(shí)鐘周期)為最小的時(shí)序單位，片內(nèi)的各種微操作都以此周期為時(shí)序基準(zhǔn)。振蕩頻率二分頻后形成狀態(tài)周期或稱s周期，所以，1個(gè)狀態(tài)周期包含有2個(gè)振蕩周期。振蕩頻率foscl2分頻后形成機(jī)器周期MC。所以，1個(gè)機(jī)器周期包含有6個(gè)狀態(tài)周期或12個(gè)振蕩周期。1個(gè)到4個(gè)機(jī)器周期確定一條指令的執(zhí)行時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是指令周期。AT89S52單片機(jī)指令系統(tǒng)中，各條指令的執(zhí)行時(shí)間都在1個(gè)到4個(gè)機(jī)器周期之間。，并通過數(shù)碼管進(jìn)行顯

7、示單片機(jī)普遍采用鎖相環(huán)技術(shù)，使單片機(jī)的時(shí)鐘頻率可由程序控制。鎖相環(huán)允許用戶在片外使用頻率較低的晶振，可以很大地減小板級噪聲；而且，由于時(shí)鐘頻率可由程序控制，系統(tǒng)時(shí)鐘可以在一個(gè)很寬的范圍內(nèi)調(diào)整，總線頻率往往能升得很高。但是，使用鎖相環(huán)也會帶來額外的功率消耗。單就時(shí)鐘方案來講，使用外部晶振且不使用鎖相環(huán)是功率消耗最小的一種。AT89S52單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成

8、了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖所示。圖中，電容器C01，C02起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般