《畢業(yè)設(shè)計(jì)論》word版-文庫(kù)吧
2025-04-17 17:24 本頁(yè)面
【正文】 案二 。 顯示電路方案的選擇與論證 方案一：采用 LED 數(shù)碼管顯示時(shí)鐘的年月日星期時(shí)分秒 。在本系統(tǒng)中至少需要用到 22 只 LED 數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示才可以達(dá)到要求，電路復(fù)雜，數(shù)碼管多。采用 LED 的優(yōu)點(diǎn)是亮度高，醒目，價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是只能顯示 0～9 的數(shù)字和一些簡(jiǎn)單的字符，電路復(fù)雜，占用資源較多且信息量小。 方案二：用 LCD（ YJD1602A）液晶顯示，時(shí)裝用的液晶掃描控制芯片。有接收電路，緩存電路，控制邏輯，掃描等組成。其優(yōu)點(diǎn)是能顯示更多的字符，工作電流比 LED 小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，故其功耗低，且有著良好的人機(jī)界面，體積小，功耗極低。 綜上所述，采用方案二。 鍵掃描電路方案的選擇與論證 方案一：采用矩陣鍵盤。該方案優(yōu)點(diǎn)在于減少 I/O 的使用，但硬件電路連 25 接麻煩而且軟件編程麻煩。 方案二：采用獨(dú)立鍵盤。采用獨(dú)立鍵盤操作簡(jiǎn)單便于硬件和軟件的設(shè)置。 綜上所述，采用方案二。 課題意義 隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越追求人性化的事物，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不 能滿足人們的需求?，F(xiàn)代的數(shù)字鐘不僅需要數(shù)字電路技術(shù)而且需要模擬電路技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，增加了數(shù)字鐘的功能。其電路可以由實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、環(huán)境溫度檢測(cè)模塊、人機(jī)接口模塊、報(bào)警模塊等部分組成。利用軟件編程盡量做到硬件電路簡(jiǎn)單穩(wěn)定，減小電磁干擾和其他環(huán) 境干擾，充分發(fā)揮軟件編程的優(yōu)點(diǎn)，減小因元器件精度不夠引起的誤差，但是數(shù)字鐘還是可以改進(jìn)和提高如選用更精密的元器件。但與機(jī)械式時(shí)鐘相比已經(jīng)具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用 。 數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)分秒數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置 ， 廣泛用于個(gè)人家庭 ， 車站 ,， 碼頭辦公室等公共場(chǎng)所 ,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?， 由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用 ,使得數(shù)字鐘的精度 ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表 ,， 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的 報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義 。 第二章 總體設(shè)計(jì)方案與論證 本系統(tǒng)采用 89C51 單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘的基本要求。 其主要設(shè)計(jì)思想 26 是： 整個(gè)系統(tǒng)用單片機(jī)為中央控制器，由單片機(jī)執(zhí)行采集時(shí)鐘芯片的時(shí)間信號(hào)并通過(guò)顯示模塊來(lái)輸出信號(hào)及相關(guān)的控制功能。時(shí)鐘芯片產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)， 利用單片機(jī)的 I/O 口傳給單片機(jī)；并通過(guò) I/O 口 實(shí)現(xiàn) LCD 的顯示。系統(tǒng)設(shè)有 4 個(gè)按鍵可以對(duì)時(shí)間星期年月日進(jìn)行調(diào)整，還可以設(shè)置鬧鐘。 整體框架如圖 21 所示。 圖 21 數(shù)字日歷鐘結(jié)構(gòu)框圖 電源模塊方案的選擇與論證 采用電池供電?？梢圆捎萌?jié) 節(jié) 電池給單片機(jī)供電。電池便捷使用方便 ，輸出電壓穩(wěn)定。 時(shí)鐘電路方案的選擇與論證 方案一：采用 51單片機(jī) STC89C51芯片軟件定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。利用 89C51自身的中斷和定時(shí)器，通過(guò)軟件產(chǎn)生時(shí)鐘，雖然不需要外置硬件電路直接用 51芯片，但是占 I/O 口比較多，而且 斷電后時(shí)鐘不能自加即再次通電（或者復(fù)位）程序又從初始化處計(jì)時(shí)，不能友好的實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘要求。 方案二：采用 DS1302 時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。利用 DS1302 芯片可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302 采用 3 線串行接口，占用引腳少。 DS1302 內(nèi)部集成了可編程日歷時(shí)鐘，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置。內(nèi)部集成了 31 個(gè)字節(jié)的靜態(tài) RAM。 DS1302 的日歷時(shí)鐘可 STC89C51 單片機(jī) 電源模塊 DS1302時(shí)鐘電路 按鍵掃描電路 顯示電路 18B20 27 自動(dòng)進(jìn)行閏年補(bǔ)償。 DS1302 支持雙電源供電，可以使用外部主電源和備份電源。 DS1302 芯片具有對(duì)備份電池進(jìn)行涓流充電功能，可有效長(zhǎng)備份電池的使用壽命。 綜上所述，選擇方案二 。 顯示電路方案的選擇與論證 方案一：采用 LED 數(shù)碼管顯示時(shí)鐘的年月日星期時(shí)分秒。在本系統(tǒng)中至少需要用到 22 只 LED 數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示才可以達(dá)到要求，電路復(fù)雜，數(shù)碼管多。采用 LED 的優(yōu)點(diǎn)是亮度高，醒目，價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是只能顯示 0～9 的數(shù)字和一些簡(jiǎn)單的字符，電路復(fù)雜，占用資源較多且信息量小。 方案二：用 LCD（ YJD1602A）液晶顯示，時(shí)裝用的液晶掃描控制芯片。有接收電路，緩存電路，控制邏輯，掃描等組成。其優(yōu)點(diǎn)是能顯示更多的字符，工作電流比 LED 小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，故其功耗低，且有著良好的人機(jī)界面 ，體積小，功耗極低。 綜上所述，采用方案二。 鍵掃描電路方案的選擇與論證 方案一：采用矩陣鍵盤。該方案優(yōu)點(diǎn)在于減少 I/O 的使用，但硬件電路連接麻煩而且軟件編程麻煩。 方案二：采用獨(dú)立鍵盤。采用獨(dú)立鍵盤操作簡(jiǎn)單便于硬件和軟件的設(shè)置。 綜上所述，采用方案二。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 主控芯片 STC89C51 的介紹 STC89C51 是美國(guó) STC 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能的 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 256 bytes 28 的隨即存 取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 STC 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ) 單元，功能強(qiáng)大。如圖 31所示為 STC89C51 單片機(jī)的最小系統(tǒng)。 圖 31 STC89C51 單片機(jī)的最小系統(tǒng)接線圖 STC89C51 的主要性能參數(shù) 1．與 MCS－ 51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 2．具有 8k 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲(chǔ)器 3．
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