数字时钟设计方案.doc
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1、目录:第一章设计目的1第二章设计要求2第三章方案确定3第四章方案设计4第一节 220V电源供电部分4第二节时钟和温度部分方案设计4第三节单片机的选择6第四节显示器件选择6第五节温度方案选择7第六节串口通讯方案选择8第五章性能测试10第六章结果分析13第七章个人工作14第八章设计体会15智能仪表课程设计报告第一章 设计目的智能仪表课程设计是自动化专业的专业实践课程。本课程的任务是通过设计完成一个具有完整功能的单片机系统,是学生掌握目前典型自动化仪表的一般设计要求和设计方法,掌握开发及设计工具的使用方法,通过这一设计实践过程,锻炼学生的动手能力和分析、解决问题的能力;培养对所学知识的综合应用能力.
2、随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。本设计是数据采集及处理,显示系统与单片机有效结合,本设计是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识的综合应用,以及查阅资料,培养一种自学的能力.并且引导一种创新的思维,把学到的知识应用到日常生活当中.在设计的过程中,不断的学习,思考和同学间的相互讨论,运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难,掌握单片机系统一般的开发流程,学会对常见问题的处理方法,积累设计系统的经验,充分发挥教学与实
3、践的结合。全能提高个人系统开发的综合能力,开拓了思维,为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础第二章 设计要求带秒表/时钟计时器,万年历的显示屏设计。基本功能要求:1. 可动态左右,上下显示“中国计量学院欢迎你”;2. 在5秒按键无操作则以24h(小时)计时方式显示时、分、秒;3. 使用按键开关可实现时分调整;4. 具有闹钟功能,声光提示。扩展功能:1. 数字时钟/圆形时钟显示可转换;2. 显示汉字可设置;3. 可232通讯显示计算机传送字符;4. 其他扩展功能。第三章 方案确定经过小组全体组员讨论,最终确立方案制作时钟.在时钟基本功能实现的基础上,小组成员对扩展功能进行讨论并达成共识。
4、最终决定设计的时钟除基本功能外,还具有以下扩展功能:1. 可以显示,设置年,月,日,并且有闰年补偿功能,2. 可以上下滚动左右滑动显示字符串功能;3. 可以自定义汉字功能;4. 可以232通讯,显示出字符功能;5. 具有温度显示功能;6. 具有断电时间保护功能。第四章 方案设计第一节 220V电源供电部分由于以前参见过电子设计大赛,所以有220V AC转9V DC的电源,我们在起基础上添加了一个7805三端稳压管,加之滤波电容,转换成单片机可以用的DC 5V电图4-1 电源转换原理图第二节时钟和温度部分方案设计(1)方案设计思路按照系统的设计功能要求,本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统
5、实现,用单片机的自动控制能力配合DS1302和DS18b20 来控制时钟和温度的调整显示.获得时钟温度数据信息,单片机对其进行一系列的处理,最后通过液晶显示出来.(2)时钟系统方案论证方案 1:通过单片机内部的定时器/计数器,用软件实现,直接用单片机的定时器编程以实现时钟。方案 2:用专门的时钟芯片(DS1302)实现时钟的记时,再把时间数据送入单片机,由单片机控制显示。虽然用软件实现时钟硬件线路简单,但是程序运行的每一步都需要时间,多一步或少一步程序都会影响记时的准确度,对定时器定时也不是十分准确,时钟精度很低,对于我们实现所需要的功能造成软件编程非常复杂。用专用时钟芯片硬件成本相对较高,但
6、它的精度很高,软件编程很简单。综上所述,选择方案2。图4-2 DS1302管脚图图43 DS1302电路原理图第三节 单片机的选择对于单片机的选择,如果用8031 系列,由于它没有内部RAM,系统又需要大量内存存储数据,因而不可用;51 系列单片机的ROM 为4K,对于我们设计的系统可能有点小;52 系列单片机与51 系列的结构一样,而ROM 扩大为8K,对我们设计系统提供充足的空间进行功能的扩展。再有51 系列单片机与52 系列的单片机价格差不多.因此,我们选择STC89C52RC的单片机。第四节 显示器件选择方案1:用数码管或点阵LED 显示.方案2:用液晶1602 显示.方案3:用液晶1
7、2864 显示。时钟和温度的显示可以用数码管或LED,而且价格便宜.但是数码管的只能显示简单的设计的系统,与我们设计要求也不相符。有很多东西需要显示,还是用显示功能更好的液晶显示器比较好,它能显示更多的数据,用1602 液晶显示数据有限,1602 不能够显示汉字,只能够显示一些基本的西文字符,显示数据的可读性不好,用可以显示汉字的12864 液晶显示器还可以增加显示信息的可读性,至于指针的转动则才用12864 加ds1302同步控制,让人看起来会很方便。虽然它们在价格上差距很大,但是1602不能够实现我们的要求,12864。是我们唯一的选择。为了可以用键盘调节屏幕亮度,我们用了两个9014三极
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