基于單片機(jī)多功能數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)資料

一、方案論證與比較并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1;若分值達(dá)到60,則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1;若時(shí)值達(dá)到24,則將十字節(jié)清零。2.數(shù)碼管顯示(1)系統(tǒng)框圖鍵盤(pán)狀態(tài)顯示單片機(jī)圖1系統(tǒng)框圖(2)模塊說(shuō)明a.數(shù)碼管顯示模塊：用數(shù)碼管顯示時(shí)間、環(huán)境溫度、電網(wǎng)頻率及電壓溫度轉(zhuǎn)換模塊：測(cè)量環(huán)境溫度，并經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)。b.時(shí)鐘芯片：用DS12887A時(shí)鐘芯片向單片機(jī)提供時(shí)間與鬧鈴信息。c.報(bào)警系統(tǒng)：用蜂鳴器。當(dāng)鬧鈴開(kāi)且所設(shè)置的鬧鈴時(shí)刻到時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)電網(wǎng)電壓欠壓或過(guò)壓時(shí)，蜂鳴器也報(bào)警。當(dāng)“鬧鈴關(guān)”鍵按下或有遙控器止鬧時(shí)，停止報(bào)警。d.鍵盤(pán)和狀態(tài)顯示模塊：用可編程并行I/O芯片8255接狀態(tài)顯示所用的發(fā)光二極管及選擇各功能的鍵盤(pán)。e.單片機(jī)控制模塊：用89C51實(shí)現(xiàn)。是系統(tǒng)的主控制器，控制其它模塊協(xié)調(diào)工作。f.電源模塊：向各用電系統(tǒng)提供電源。2.模塊設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算(1)碼管顯示：本設(shè)計(jì)采用串行輸出顯示，利用一片8位移位寄存器74LS164給所有數(shù)碼管提供顯示信號(hào)，且利用動(dòng)態(tài)顯示，節(jié)約了單片機(jī)I/O口，降低了能耗。數(shù)碼管采用LG5643FH。電路如圖2所示。(2)電源模塊：由于單片機(jī)及其處圍的用電模塊都用5V或12V直流電源，而電網(wǎng)電壓為220V交流電，因此需要設(shè)計(jì)電源。利用8W的變壓器將220V的電網(wǎng)電壓變壓后加在橋式整流電路的兩端進(jìn)行全波整流。利用三端穩(wěn)壓電源分別產(chǎn)生12V和5V的電壓。三端穩(wěn)壓電源選擇CW7812DS和CW7805DS。原因是它們有過(guò)壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)而使其免受高壓或大電流的襲擊；而且與其他三端穩(wěn)壓電源相比，它們更具經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。根據(jù)該電源所帶的負(fù)載知流過(guò)該電源的電壓不超過(guò)I=1A。因?yàn)樽儔浩鬏敵龃蠹s為Uo=12V,所以電阻。因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓一般為220V,50Hz,所以全波整流后的電壓周期大約為10毫秒。又因?yàn)闀r(shí)間常數(shù)t=RE?>>10ms,所以取E?=1000μf。N1P21噩68十AN99A6圖2數(shù)碼管顯示電路1000uf110uff5圖3電源電路0.1pf的小電容用于濾掉電路路頻率較高的部分，使電壓輸出更加平(3)頻率采集模塊：如圖4所示，對(duì)電源電路中全波整流后的信號(hào)進(jìn)行判斷：若電壓大于+5V,則二極管正極電壓被嵌位于為5.7V,若小于5V,則為原值不變。因此形成向下的尖脈沖，經(jīng)施密特觸發(fā)器CD4093變?yōu)檎}沖。如圖5所示。施密特觸發(fā)器的輸出接單片機(jī)的P1.5口。在單片機(jī)內(nèi)部數(shù)1S內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)，除以2后即為電網(wǎng)電壓99(4)溫度轉(zhuǎn)換模塊：用溫度傳感器采集環(huán)后的數(shù)字量送入單片機(jī)89C51進(jìn)行處理。電路圖如圖6所示。20(5)電壓轉(zhuǎn)換模塊：因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓也是模擬量，要想利用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理仍需將模擬量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換電路如圖7所示。它表1PB、PC口與鍵和狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系按鍵功能設(shè)置時(shí)間設(shè)置鬧鈴小時(shí)分鐘鬧鈴開(kāi)鬧鈴關(guān)狀態(tài)時(shí)鐘溫度電壓頻率鬧鈴響鈴不響主程序流程圖如圖9所示。蜂鳴器鬧鈴中斷服務(wù)子程序流圖如圖10所示。當(dāng)數(shù)字時(shí)鐘處在鬧鈴開(kāi)狀態(tài)溫度表調(diào)壓器2.基本要求部分的測(cè)試與分析(1)按下“設(shè)置時(shí)間”鍵，觀察到“鐘表”和“溫度”的發(fā)光二極管同數(shù)碼管的小時(shí)部分和分鐘部分是否隨相應(yīng)按鍵的變化而變化。經(jīng)測(cè)試該步可以很好的實(shí)現(xiàn)。調(diào)整時(shí)間完畢后，再按一下“設(shè)置時(shí)間”YNNY鬧鬧鈴關(guān)處理設(shè)置鬧鐘設(shè)置時(shí)間顯顯示電壓顯示頻率顯示溫度顯示時(shí)間圖9主程序流圖NYNN<Y圖10蜂鳴器鬧鈴中斷服務(wù)子程序(3)利用秒表測(cè)量數(shù)字時(shí)鐘變化1分鐘時(shí)的時(shí)間間隔。由測(cè)試結(jié)果知，誤差范圍很小，其中包括人的反映誤差。若除去人的反映誤差，則由電路造成的誤差可忽略不計(jì)。這其中主要的原因是設(shè)計(jì)中使用了12887專(zhuān)用時(shí)鐘芯片。(4)設(shè)置好鬧鈴時(shí)間后，按下“鬧鈴開(kāi)”鍵，在所設(shè)置的鬧鈴時(shí)刻觀察蜂鳴器是否產(chǎn)生鬧鈴報(bào)警，并觀察代表鬧鈴響與不響的發(fā)光二極管(5)在系統(tǒng)鬧鈴時(shí)按下“鬧鈴關(guān)”鍵，觀察鬧鈴是否停止，并觀察代表鬧鈴響與不響的發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮。經(jīng)測(cè)試該部分也能很好的完(6)當(dāng)數(shù)字時(shí)鐘的小時(shí)位大于12時(shí)，觀察代表AM/PM的發(fā)光二極管是(1)鍵盤(pán)切換現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度顯示：按“功能”鍵選擇“溫度”,將溫度傳感器和溫度計(jì)放入不同的測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表2所示。溫度計(jì)示值(攝氏度)數(shù)字鐘輸出(攝氏度)由測(cè)試知，數(shù)字鐘的輸出與溫度計(jì)值基本上相等，誤差不大于0.5度。(2)鍵盤(pán)切換電網(wǎng)頻率、