【正文】 中文題目：基于單片機的多功能時鐘設(shè)計外文題目: THE DESIGN OF MULTIFUNCTIONAL CLOCK BASED ON SINGLECHIP畢業(yè)設(shè)計（論文）共 62 頁（其中：外文文獻及譯文20頁） 圖紙共0張 完成日期 2013年06月 答辯日期 2013年06月 遼寧工程技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)生誠信承諾保證書本人鄭重承諾：《 》畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容真實、可靠，系本人在 指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔(dān)全部責(zé)任。學(xué)生簽名：年 月 日遼寧工程技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師誠信承諾保證書本人鄭重承諾：我已按學(xué)校相關(guān)規(guī)定對 同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計（論文）的選題與內(nèi)容進行了指導(dǎo)和審核，確認由該生獨立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔(dān)指導(dǎo)教師相關(guān)責(zé)任。指導(dǎo)教師簽名：年 月 日摘要多功能時鐘廣泛應(yīng)用于個人家庭，車站，碼頭，辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?。單片機模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置。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，使得與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)時性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命。鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大地方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。 數(shù)字鐘在日常生活中最常見，應(yīng)用也最廣泛。本文以AT89S52芯片為核心，輔以必要的外圍電路和溫度傳感器，設(shè)計一簡易的多功能電子時鐘系統(tǒng)。設(shè)計中以DS1302為時鐘芯片，DS18B20為溫度傳感器，通過液晶顯示器LCD1602實時顯示時間及溫度，通過按鍵設(shè)置年月日和星期以及定時鬧鐘，定時鬧鐘時間到自動發(fā)出警報。數(shù)字鐘采用24小時制方式顯示時間。文章的核心主要從硬件設(shè)計和軟件編程兩個大的方面。關(guān)鍵詞：時鐘；單片機；LCD液晶顯示AbstractMultifunctional clock is widely used in personal family, station, wharf, office and other public places, it bees necessary things in people daily clock is the most mon application in the module of digital clock is a kind of digital circuit technology implementation, minutes and seconds timing the development of digital integrated circuits and quartz crystal oscillator is widely used, so pared with the mechanical clock has higher quality on time and intuitive, and without a mechanical device,and having a longer life. The digital clock brought the greatly convenient to people production the life , and greatly expanded the clocks chime of the original , the digital clock and expand its application, has a very realistic significance. Digital clock in our daily lives is the most mon, is the most widely main section is designed digital bell to singlechip AT89C51 core, with LCD modules, clock chips, and other functional modules. In this paper, DS1302 chip is used as the clock chip, DS18B20 chip is used as the temperature sensor and LCD1602 was used to display time and can set year, month and time alarm clock through the four the real time reach to the time clock，the system will warn hours using digital bell system display article primarily from the core hardware design and software programming two major aspects.Keywords: clock。 singlechip。LCD display目錄引言 11 時鐘的背景知識 3 時鐘的研究背景 3 國內(nèi)外時鐘的研究現(xiàn)狀 42 總體設(shè)計方案 6 多功能時鐘的工作原理 6 多功能時鐘的總體結(jié)構(gòu) 63 系統(tǒng)硬件設(shè)計 8 硬件介紹 8 單片機AT89C51 8 時鐘芯片DS1302 10 溫度傳感器DS18B20 11 液晶顯示屏LCD1602 14 系統(tǒng)硬件構(gòu)架 17 AT89C51單片機最小系統(tǒng) 17 溫度測量模塊 18 時鐘模塊 18 電源模塊 19 LCD液晶顯示模塊 20 蜂鳴器模塊 21 鍵盤輸入模塊 21 整體電路 224 系統(tǒng)軟件設(shè)計流程 23 主程序流程 23 時間日期程序流程 23 溫度顯示程序流程 24 定時報警程序流程 245 仿真結(jié)果與分析討論 25 proteus簡介 25 Keil uVision3軟件簡介 26 仿真 266 結(jié)論 28致謝 29參考文獻 30附錄A 外文文獻譯文 31附錄B 外文文獻 39附錄C 程序 51引言從古代的水漏、十二天干地支，到后來的機械鐘表以及當(dāng)今的石英鐘，都充分體現(xiàn)了時間的重要性。時鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友【1】，時間是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊蛩兀S著電子時代的到來，科學(xué)技術(shù)的日益進步，人們已經(jīng)不安于一個普普通通的鐘表，而是開始追求具有更多功能的時鐘，因而時鐘的樣式也變得多種多樣了。本文能夠使人們了解時鐘的工作原理和AT89C51單片機的結(jié)構(gòu)和匯編語言，以及熟練運用proteus軟件進行仿真驗證。時鐘已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)，在日常生活中也非常的常見，無論是工作、學(xué)習(xí)還是生活都離不開它的身影。其中，定時功能是我們經(jīng)常會用到的，如鬧鐘的定時提醒，電風(fēng)扇等。隨著單片機性價比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛。大則可以構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能；小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。它功能強大、體積小、質(zhì)量輕、靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒?，可以?gòu)成各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品?！?】1957年，Ventura發(fā)明了世界上第一個電子表，從而奠定了電子時鐘的基礎(chǔ)，電子時鐘開始迅速發(fā)展起來?，F(xiàn)代的電子時鐘是基于單片機的一種計時工具，采用延時程序產(chǎn)生一定的時間中斷，用于一秒的定義，通過計數(shù)方式進行滿六十秒分鐘進一，滿六十分小時進一，滿二十四小時小時清零，從而達到計時的功能?，F(xiàn)在高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石英鐘、石英表都采用了石英技術(shù)，因此走時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試。數(shù)字式電子時鐘用集成電路計時時，譯碼代替機械式轉(zhuǎn)動，用LED顯示器代替指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差。這種表具有時、分、秒顯示時間的功能，還可以進行時和分的校對，片選的靈活性好?！?】現(xiàn)如今，基于單片機的時鐘設(shè)計技術(shù)，無論國內(nèi)外都已經(jīng)非常的純熟并應(yīng)用到了各個領(lǐng)域。根據(jù)現(xiàn)有的實際情況，設(shè)計一種多功能時鐘，不僅可以與普通時鐘一樣顯示時間，還可以進行定時提醒，再增加一個溫度傳感器，就可進行實時溫度顯示，讓我們可以掌控周圍環(huán)境溫度，方便大家的生活，適應(yīng)先下追求高品質(zhì)生活的人們。通過本設(shè)計，不僅提高了動手能力，還鍛煉了把理論知識和實際應(yīng)用結(jié)合在一起的能力。本文主要內(nèi)容為：第一章為時鐘的背景知識，介紹時鐘的研究背景，國內(nèi)外當(dāng)前的研究現(xiàn)狀。第二章為多功能時鐘的總體設(shè)計方案，包括時鐘的工作原理、系統(tǒng)的硬件框圖及各部分能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。第三章為本文的核心電路設(shè)計部分，包括各部分硬件的組成，設(shè)計電路圖及各硬件的工作原理等方面的介紹。第四章為本次設(shè)計的系統(tǒng)程序流程部分，包括能夠?qū)崿F(xiàn)各個功能的設(shè)計流程，使本文在軟件設(shè)計流程方面的工作過程能夠易于理解。第五章為本次設(shè)計的仿真結(jié)果與分析討論，包括對仿真工具proteus和keil uvision3的介紹，并利用兩個軟件的完美組合對此多功能時鐘的工作過程進行仿真。第六章為結(jié)論部分，總結(jié)本設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)的各個功能以及需要改進的方面。最后是致謝和參考文獻。1 時鐘的背景知識本章主要介紹時鐘的時鐘的研究背景，國內(nèi)外當(dāng)前的研究現(xiàn)狀。 時鐘的研究背景20世紀(jì)末，電子技術(shù)得到了極速的發(fā)展，毫無疑問，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品以及各種高科技產(chǎn)品幾乎滲透到了社會的各個領(lǐng)域，這有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度以及綜合科技水平的提高，但產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率也越來越快。隨著科技的發(fā)展、社會的進步和全球化競爭的日益激烈，人們對數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求。多功能電子鐘不管在性能還是在樣式亦或是用途上都發(fā)生了重大的變化，許多電子鐘都已具備電子鬧鐘、電子秒表、溫度檢測等功能。同時單片機在多功能數(shù)字鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的[4]。多功能電子時鐘除了具有時鐘的功能外還可以包含對環(huán)境溫度檢測的功能。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，在各個行業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，對溫度的測量及控制始終占據(jù)著非常重要的地位。目前，典型的溫度檢測控制系統(tǒng)由模擬式溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路和各種單片機組成。由于模擬式溫度傳感器輸出的模擬信號必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后才能與單片機等微處理器接口進行讀寫的操作，所以硬件電路會比較復(fù)雜，成本較高。而以DS18B20為代表的新型單線總線數(shù)字式溫度傳感器集溫度測量和A/D轉(zhuǎn)換于一體，這類傳感器可以直接輸出數(shù)字量，同時與單片機接口電路結(jié)構(gòu)非常簡單，可以廣泛用于距離遠、節(jié)點分布多的場合，具有較強推廣應(yīng)用價值。[5] 數(shù)字電子時鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時，分，秒數(shù)字顯示的裝置，廣泛用于個人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡谋匦杵?，由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，數(shù)字時鐘的精度遠遠超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。例如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動啟閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電器的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字時鐘及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。 國內(nèi)外時鐘的研究現(xiàn)狀數(shù)字電子時鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。但隨著時間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生活節(jié)奏越來越快，競爭日益激烈，人們對時間計量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣?？梢哉f時間的準(zhǔn)確已成為各行各業(yè)安全運行的基礎(chǔ)，如果時間出現(xiàn)誤差而不能及時校正，會造成一系列嚴(yán)重的后果和經(jīng)濟損失[6] 。電子時鐘的設(shè)計方法有多種，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘，還可以利用對單片機編程來實現(xiàn)電子鐘。其中，利用單片機實現(xiàn)的電子時鐘具有硬件結(jié)構(gòu)簡單、編程靈活、便于功能擴展等特點。由單片機作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號實現(xiàn)計時功能，將其時間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進行定時、校時功能。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)或者數(shù)碼管顯示技術(shù)[7]。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要檢測溫度。傳統(tǒng)的方式是采用熱電偶或熱電阻，但是由于模擬溫度傳感器輸出為模擬信號，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)獲得數(shù)字信號后才能與單片機等微處理器接口，使得硬件電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本較高。近年來，美國DALLAS公司生產(chǎn)的DSl8B20為代表的新型單總線數(shù)字式溫度傳感器以其突出優(yōu)點廣泛使用于倉儲管理、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造、氣象觀測、科學(xué)研究以及日常生活中。DSl8B20 集溫度測量和A/D轉(zhuǎn)換于一體，直接輸出數(shù)字量，傳輸距離遠，可以很方便地實現(xiàn)多點測量，硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，與單片機接口幾乎不需要外圍元件[8]。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器）是上世紀(jì)90年代中期問世的。此類傳感器是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器。智能溫度傳感器內(nèi)部一般包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器、隨機存取存儲器和只讀存儲器。智能溫度傳感器能實時更新并