基于单片机的红外遥控电子钟设计1(2)

基于单片机的红外遥控电子钟设计

利用它来控制电子钟，使修改时间、设定闹铃不再需要把电子钟拿下来，而是一件很随意的事情。随着国内外科学技术的发展，电子钟的各项功能越来越接近人们的生活需求，不仅可以具用红外遥控进行控制的功能，还可以具有播放歌曲、播放电影、播放美丽图画的功能。这些先进的技术使人们的生活更加精彩。这些只是简单的，如果说把红外遥控电子钟的设计原理进行解剖，进入90年代以来，红外遥控这一技术有了新的发展，应用范围也更加广泛。在国外，首先，现在不用电缆、微波或卫星就可将视频、音频和数据信息从一个地点传递到另一个地点。其次，红外通信系统的数据系统在美国国家航天和空间管理局97年举办的因特网国际展览会大厅和会议中心之间提供了链路。同时，由于红外通信具有隐蔽性、保密性强的特点，故国外通信机构也很重视这一技术的开发与应用。

本次所设计的红外遥控电子钟是基于DS1302时钟芯片和DS18B20温度传感器并用红外遥控进行设置的电子钟温度计，以STC89C54单片机为控制核心，以1602液晶显示作为人机交互界面。系统可以对周围环境温度进行实时监测，除此之外还具有闹钟功能和整点报时功能。时间调整和闹铃时间设定等所有产品功能都可由红外遥控进行设置。

基于单片机的红外遥控电子钟设计

第一章 系统总体方案设计

§1.1 系统的设计功能

本次设计是以单片机为核心，扩展显示和红外接口，进行红外遥控电子钟的软硬件设计。使之具有显示年、月、日、时、分、秒和温度的功能，同时具有闹钟和整点报时的功能，并且可以通过红外遥控器进行基本时间的调整和闹钟的设定。温度的检测精度为0.5°，显示精度为0.1°。

§1.2 方案的选择与比较

§1.2.1 系统的基本方案选择

红外遥控电子钟设计的总体结构框图如图1-1所示。

§1.2.2 单片机的选择

方案一：采用AT89C52系列单片机。它是一个低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。这些特点可以满足此次设计的要求，但是考虑到现有电路板上没有现成的这个单片机，所以不采用此方案，考虑其他方案。

方案二：采用STC89C54系列单片机。STC89在8051基础上增加了许多功能，内置flash ROM可以反复擦写10万次，内置硬件看门狗，极大地提高了MCS51家族的性能，STC89由美国设计，在台湾生产，是目前在相同性能条件下价格最优的一个品种，且具有高性能、低价格的特点。由于其功能已经够满足我们对于产品的需要，所以我们选择性价比更高的STC89C54。

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图1-1 系统总体框图

§1.2.3 时钟芯片的选择

方案一：选择DS12C887。DS12C887是一种新型的时钟日历芯片，它能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，而且它自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持十年之久，对于一天内的时间记录，有12小时制和24小时制两种模式。对于这个新型的时钟芯片应用于电子中的设计是绰绰有余的，但是考虑到现有的电路板没有这个芯片，所以不采用这个方案，考虑其他方案。

方案二：选择DS1302。DS1302具有实时时钟显示，闹铃调校的功能，且价格便宜。用其组成的串行时钟电路具有接口简单、价格低廉、使用方便的特点，所以被广泛使用，其主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。这些特点均可满足电子钟的设计，而且现有的电路板上也有这个时钟芯片，所以选用这个方案。

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§1.2.4 温度采集模块的选择

方案一：选择AD590。AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源，具有精度高、价格低、不需辅助电源、线性好的特点。但是该温度传感器输出量是模拟量，这对编程调试将带来比较大的工作量。所以不选用此方案。

方案二：选择DS18B20。DS18B20具有先进的单总线结构，并且可以寄生供电。只要一根线即可让其工作，转换精度可由用户自己选择，一共有四种选择：9位、10位、11位、12位，步进分别为0.5°C、0.25°C、0.125°C、0.0625°C。DS18B20可以自动转化输出温度数据，单片机可以直接识别。故采用此方案。

§1.2.5 显示模块的选择

方案一：采用LED数码管显示。其颜色鲜艳，易于观察，但是由于产品需要显示的信息较多，个别字符也无法显示，所以不符合此次设计的要求。

方案二：采用LCD1602液晶显示。由于课程设计用过LCD1602，所以对1602液晶的操作比较熟悉，其显示功能也比较强大，实用性很强，还可以显示自定义字符，故采用此方案。

§1.2.6 红外发射接收模块的选择

方案一：红外编码和红外解码模块都由自己编程序来实现，好处是可以学习红外发射协议，但是难度大，容易出错。所以不采用此方案。

方案二：采用TC9012和PIC3388配对的红外发射和红外接收芯片，其编码译码都由固件来实现。外围电路的搭建稍复杂，但是有利于提高我们的动手能力，故采用此方案。

§1.2.7 电源模块的选择

方案一:采用蓄电池为系统供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。但是蓄电池的体积过于庞大，价格比较昂贵，对于我们的作品性价比不高。

方案二：采用12V稳压电源，经过7805的电压变换后为单片机供电。经过实验验证，输出电压供电时，单片机及外设的工作电压不够，性能不稳定。

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方案三：采用USB串口输出电压，其电压输出稳定，符合产品的需求，故采用此方案。

§1.2.8 声光报警模块的选择

方案一：通过单片机来控制语音芯片来实现提示信息的播报。但是由于语音芯片成本比较高，而且扩展起来比较复杂，增加焊接难度和设计成本。

方案二：采用发光二极管和蜂鸣器搭一个简单的电路，成本低，电路比较简单，使用方便，符合我们的系统要求，故采用此方案。

§1.3 系统的总体设计方案

经过反复的探讨和论证我们最终确定如下设计方案：

采用STC89C54单片机作为整个电路的控制核心；

采用DS1302时钟芯片提供准确的时间；

采用DS18B20采集当前环境的温度；

采用蜂鸣器和二极管来完成声光报警功能；

采用1602液晶作为人机交互界面；

采用USB串口输出电压为系统提供基准电源；

采用TC9012和PIC3388配对的红外发射和红外接收芯片完成产品的遥控与接收控制。

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第二章 系统硬件设计

本次设计的时钟电路系统，共分为以下几个模块：STC89C54单片机控制模块，时钟芯片DS1302模块，温度采集DS18B20模块，液晶显示屏LCD1602模块，红外发射接收模块，电源模块及声光报警模块。

§2.1 单片机控制模块

§2.1.1 STC89C54单片机的简介

STC89C54是一种带有4K字节的闪烁可编程并且可擦除的只读式存储器（FPEROM—Falsh Programmable …… 此处隐藏：2803字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……