基于单片机多功能数字时钟设计资料

一、方案论证与比较并将相应的分字节值加1;若分值达到60,则清零分字节，并将时字节值加1;若时值达到24,则将十字节清零。2.数码管显示(1)系统框图键盘状态显示单片机图1系统框图(2)模块说明a.数码管显示模块：用数码管显示时间、环境温度、电网频率及电压温度转换模块：测量环境温度，并经过模数转换后送单片机。b.时钟芯片：用DS12887A时钟芯片向单片机提供时间与闹铃信息。c.报警系统：用蜂鸣器。当闹铃开且所设置的闹铃时刻到时，蜂鸣器报警，当电网电压欠压或过压时，蜂鸣器也报警。当“闹铃关”键按下或有遥控器止闹时，停止报警。d.键盘和状态显示模块：用可编程并行I/O芯片8255接状态显示所用的发光二极管及选择各功能的键盘。e.单片机控制模块：用89C51实现。是系统的主控制器，控制其它模块协调工作。f.电源模块：向各用电系统提供电源。2.模块设计与参数计算(1)码管显示：本设计采用串行输出显示，利用一片8位移位寄存器74LS164给所有数码管提供显示信号，且利用动态显示，节约了单片机I/O口，降低了能耗。数码管采用LG5643FH。电路如图2所示。(2)电源模块：由于单片机及其处围的用电模块都用5V或12V直流电源，而电网电压为220V交流电，因此需要设计电源。利用8W的变压器将220V的电网电压变压后加在桥式整流电路的两端进行全波整流。利用三端稳压电源分别产生12V和5V的电压。三端稳压电源选择CW7812DS和CW7805DS。原因是它们有过压保护和过流保护而使其免受高压或大电流的袭击；而且与其他三端稳压电源相比，它们更具经济性的特点。根据该电源所带的负载知流过该电源的电压不超过I=1A。因为变压器输出大约为Uo=12V,所以电阻。因为电网电压一般为220V,50Hz,所以全波整流后的电压周期大约为10毫秒。又因为时间常数t=RE₂>>10ms,所以取E₂=1000μf。N1P21噩68十AN99A6图2数码管显示电路1000uf¹10uff5图3电源电路0.1pf的小电容用于滤掉电路路频率较高的部分，使电压输出更加平(3)频率采集模块：如图4所示，对电源电路中全波整流后的信号进行判断：若电压大于+5V,则二极管正极电压被嵌位于为5.7V,若小于5V,则为原值不变。因此形成向下的尖脉冲，经施密特触发器CD4093变为正脉冲。如图5所示。施密特触发器的输出接单片机的P1.5口。在单片机内部数1S内脉冲的个数，除以2后即为电网电压99(4)温度转换模块：用温度传感器采集环后的数字量送入单片机89C51进行处理。电路图如图6所示。20(5)电压转换模块：因为电网电压也是模拟量，要想利用单片机对其进行处理仍需将模拟量进行模数转换。转换电路如图7所示。它表1PB、PC口与键和状态的对应关系按键功能设置时间设置闹铃小时分钟闹铃开闹铃关状态时钟温度电压频率闹铃响铃不响主程序流程图如图9所示。蜂鸣器闹铃中断服务子程序流图如图10所示。当数字时钟处在闹铃开状态温度表调压器2.基本要求部分的测试与分析(1)按下“设置时间”键，观察到“钟表”和“温度”的发光二极管同数码管的小时部分和分钟部分是否随相应按键的变化而变化。经测试该步可以很好的实现。调整时间完毕后，再按一下“设置时间”YNNY闹闹铃关处理设置闹钟设置时间显显示电压显示频率显示温度显示时间图9主程序流图NYNN<Y图10蜂鸣器闹铃中断服务子程序(3)利用秒表测量数字时钟变化1分钟时的时间间隔。由测试结果知，误差范围很小，其中包括人的反映误差。若除去人的反映误差，则由电路造成的误差可忽略不计。这其中主要的原因是设计中使用了12887专用时钟芯片。(4)设置好闹铃时间后，按下“闹铃开”键，在所设置的闹铃时刻观察蜂鸣器是否产生闹铃报警，并观察代表闹铃响与不响的发光二极管(5)在系统闹铃时按下“闹铃关”键，观察闹铃是否停止，并观察代表闹铃响与不响的发光二极管是否点亮。经测试该部分也能很好的完(6)当数字时钟的小时位大于12时，观察代表AM/PM的发光二极管是(1)键盘切换现场环境温度显示：按“功能”键选择“温度”,将温度传感器和温度计放入不同的测试环境中进行测试，结果如表2所示。温度计示值(摄氏度)数字钟输出(摄氏度)由测试知，数字钟的输出与温度计值基本上相等，误差不大于0.5度。(2)键盘切换电网频率、