多功能电子钟设计论文

多功能电子钟设计原理,1602液晶显示,包含温度,万年历,秒表,闹钟,整点报时功能,论文中详细写清了各模块细节,并配有protel电路图

多功能电子钟

摘要 : 电子钟是一种利用时钟电路来显示时分秒的计数装置，与传统时钟相比，利用电子计数将时钟电子化，数字化而成的电子时钟，具有体积小，时钟精确，可扩展性强，显示直观等优点，被广泛应用于各个领域。本设计主要是实现一款可正常显示时间、日历，并具有闹钟、秒表、整点报时以及测量当前环境温度的功能的多功能电子钟。

通过对当前时钟开发手段的比较与分析，以及结合自身情况，决定用单片机技术来实现多功能电子时钟。本设计应用STC89C52芯片作为核心，简单的应用定时器功能实现基础的时钟及日历功能，LCD1602液晶显示屏构成现实模块，同时用DS18B20温度传感器实现当前环境温度测量的功能，最后用Keil软件进行编程，实现整体功能。应用此种方法，电路简单明了，编程容易，操作简单，并且便于扩展其他功能。 应用前景：该电子时钟在日常生活和工作中，还可通过改装以提高性能或增加新的功能，从而给生产生活带来方便。

关键词 ：电子时钟；多功能；STC89C52；LCD1602液晶；DS18B20温度传感器；

1 作品功能及总体方案

1.1 功能描述

电子钟是利用电子计数将时钟电子化，数字化而成的电子时钟，具有体积小，时钟精确，可扩展性强，显示直观，无机械传动装置等优点 ，被广泛应用于各种领域。电子钟，最根本上是数字化了的时钟显示，在此基础上，人们根据各种需要，扩展了所需要的其它模块，实现相应功能，比如闹钟、秒表、计时器、整点报时、温湿度等，以此，更符合及适应生产与生活需要。 本设计利用1602液晶进行功能显示，主要实现了以下具体功能： 1）、基本的时间显示，显示时、分、秒，并进行实时更新。

2）、日历功能的显示及手动校对功能。可现实年、月、日、星期的显示，24

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小时制，并区分闰年与平年。 3）、当前环境温度显示的功能。利用DS18B20温度传感器进行实时检测当

前环境温度。 4）、闹钟定时功能。 5）、秒表计时功能。

6)、简单的整点报时功能。

1.2 系统组成及工作过程

本设计的系统主要以单片机作为核心，向外扩展各个功能模块。显示操作部分由 1602液晶显示屏、键盘、蜂鸣器以及LED灯构成。此外，还有DS18B20温度传感器构成温度监测模块。而诸如闹钟等其它功能，则是简单的利用单片机的定时器来实现。具体的组成及工作过程如下图1.

2 硬件设计

2.1 硬件电路总体设计

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2.2 多功能电子钟模块程序设计

2.2.1 显示模块—1602液晶屏

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图2 1602液晶屏显示控制电路

在对时钟显示模块的选择上，通常可以采用LCD液晶或LED数码管进行显示，在功能显示方面，各自有其优缺点，LED耗电量低，使用寿命长，坚固耐用。而LCD液晶显示质量高，画面效果好，功耗低。但经过相关比较及本设计的要求，最终决定选择1602液晶作为显示模块，它不但体积小，功耗低，而且美观显示操作简单。如图所示，1602液晶屏共有16个引脚，图中所显示的几个引脚连接已画出，剩余引脚如第4脚RS，第5脚RW，第六脚LCDEN分别接接单片机P1.0、P1.1及P2.5 IO口。D0至D7为数据口，接至P0的对应IO口。

主要技术参数：

显示容量 ： 16*2 个字符 芯片工作电压 ： 4.5~5.5 V 工作电流 ： 2 mA (5 V) 模块最佳工作电压 ： 5V

同时，LCD1602液晶对比度可调，内含复位电路，还可提供各种控制命令，如： 清屏、字符闪烁、光标闪烁、移位等。

LCD1602液晶的基本工作原理较为简单，其基本操作时序中，通过RS和RW的电平高低的判断，确定是写数据还是写指令，将数据或指令送至数据线，在经过一个高脉冲时送人液晶，即可完成写操作。对于需要显示的内

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容，可通过数据端口进行相应的显示指令及操作。

2.2.2 温度模块—DS18B20温度传感器

本设计采用DS18B20温度传感器进行温度采集和转化。如图所示，DS18B20 与单片机的连接非常简单，第2脚DQ作为数据的输入和输出口。只需要其IO口直接接STC89C52 单片机的 P2.2 脚，即可实现对DS18B20的控制。 工作原理： 控制指令：要使DS18B20 正常工作需要正确使用其各个指令。由于本设计中仅使用了一个DS18B20温度传感器，只要直接用跳过ROM命令（CCH），就可

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进行温度转换和读取操作。（此处不再介绍其他ROM指令）

44H— 温度转换。启动DS18B20进行温度转换，结果存入内部9字节的RAM 中。

BEH—读暂存器。读取内部RAM中的温度数据。

4EH—写暂存器。发出向内部RAM的第2、3字节上写上，下限温度数据命

令，之后传送两字节。

48H—复制暂存器。将RAM中第2,3字节内容复制到EPROM中。 B8H—重调EPROM。 B4H—读供电方式。

DS18B20 默认配置为12位，最高位位符号位，即温度值共11位，读数据 时，一次读2个字节共16位，之后将低11位转化为10进制后乘以0.0625 便为所测温度值。另外还要判断温度的正负，前5位为符号位，为1时， 读取为负，所测数值需取反加1再乘以0.0625才可得到实际值。为0时， 读取为正值，可直接乘以0.0625，即得到实际温度值。

2.2.3 按键模块

在进行各个功能选择上，本设计中在功能上共选用了7个弹性小键，

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包括3个独立按键（K1、K2、K3）和一列矩阵按键（S4、S8、S12及S16），来执行各项功能，以及一个RST复位功能键。 如图所示，独立键盘的电路连接极为简单，将键盘一端接地，另一 端与某IO口相连，只需要对相应的IO口进行电平高低判断，就可以检测 按键是否被按下，然后进行相应的操作或显示。矩阵键盘检测按键是否按 下的依据和独立键盘一样，先使一列为低电平，再检测各行是否为低电平， 若检测到低电平，便可以确定是哪个按键被按下。本设计中采用的均为弹 性小按键，具有机械特性，在按下和松开按键时会产生抖动现象，因此在 软件中还需要用延时的方法进行去抖动操作。

S1 ：按下该按键，定时器0停止工作，光标闪烁并根据按下的次数依次移

动到秒、分、时、星期、日、月、年的位置，然后进行时间校对，校对完成后，再次按一下，光标移动到秒的位置，停止闪烁同时定时器开始工作。

S2 ：数值加一。每按一下，都会使相应校对位数值加一。例如：在校对月

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