基于單片機多功能數(shù)字時鐘設計資料

一、方案論證與比較并將相應的分字節(jié)值加1;若分值達到60,則清零分字節(jié)，并將時字節(jié)值加1;若時值達到24,則將十字節(jié)清零。2.數(shù)碼管顯示(1)系統(tǒng)框圖鍵盤狀態(tài)顯示單片機圖1系統(tǒng)框圖(2)模塊說明a.數(shù)碼管顯示模塊：用數(shù)碼管顯示時間、環(huán)境溫度、電網(wǎng)頻率及電壓溫度轉換模塊：測量環(huán)境溫度，并經(jīng)過模數(shù)轉換后送單片機。b.時鐘芯片：用DS12887A時鐘芯片向單片機提供時間與鬧鈴信息。c.報警系統(tǒng)：用蜂鳴器。當鬧鈴開且所設置的鬧鈴時刻到時，蜂鳴器報警，當電網(wǎng)電壓欠壓或過壓時，蜂鳴器也報警。當“鬧鈴關”鍵按下或有遙控器止鬧時，停止報警。d.鍵盤和狀態(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。e.單片機控制模塊：用89C51實現(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.模塊設計與參數(shù)計算(1)碼管顯示：本設計采用串行輸出顯示，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，且利用動態(tài)顯示，節(jié)約了單片機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，因此需要設計電源。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。原因是它們有過壓保護和過流保護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)濟性的特點。根據(jù)該電源所帶的負載知流過該電源的電壓不超過I=1A。因為變壓器輸出大約為Uo=12V,所以電阻。因為電網(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。又因為時間常數(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，對電源電路中全波整流后的信號進行判斷：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)器的輸出接單片機的P1.5口。在單片機內(nèi)部數(shù)1S內(nèi)脈沖的個數(shù)，除以2后即為電網(wǎng)電壓99(4)溫度轉換模塊：用溫度傳感器采集環(huán)后的數(shù)字量送入單片機89C51進行處理。電路圖如圖6所示。20(5)電壓轉換模塊：因為電網(wǎng)電壓也是模擬量，要想利用單片機對其進行處理仍需將模擬量進行模數(shù)轉換。轉換電路如圖7所示。它表1PB、PC口與鍵和狀態(tài)的對應關系按鍵功能設置時間設置鬧鈴小時分鐘鬧鈴開鬧鈴關狀態(tài)時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子程序流圖如圖10所示。當數(shù)字時鐘處在鬧鈴開狀態(tài)溫度表調(diào)壓器2.基本要求部分的測試與分析(1)按下“設置時間”鍵，觀察到“鐘表”和“溫度”的發(fā)光二極管同數(shù)碼管的小時部分和分鐘部分是否隨相應按鍵的變化而變化。經(jīng)測試該步可以很好的實現(xiàn)。調(diào)整時間完畢后，再按一下“設置時間”YNNY鬧鬧鈴關處理設置鬧鐘設置時間顯顯示電壓顯示頻率顯示溫度顯示時間圖9主程序流圖NYNN<Y圖10蜂鳴器鬧鈴中斷服務子程序(3)利用秒表測量數(shù)字時鐘變化1分鐘時的時間間隔。由測試結果知，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。這其中主要的原因是設計中使用了12887專用時鐘芯片。(4)設置好鬧鈴時間后，按下“鬧鈴開”鍵，在所設置的鬧鈴時刻觀察蜂鳴器是否產(chǎn)生鬧鈴報警，并觀察代表鬧鈴響與不響的發(fā)光二極管(5)在系統(tǒng)鬧鈴時按下“鬧鈴關”鍵，觀察鬧鈴是否停止，并觀察代表鬧鈴響與不響的發(fā)光二極管是否點亮。經(jīng)測試該部分也能很好的完(6)當數(shù)字時鐘的小時位大于12時，觀察代表AM/PM的發(fā)光二極管是(1)鍵盤切換現(xiàn)場環(huán)境溫度顯示：按“功能”鍵選擇“溫度”,將溫度傳感器和溫度計放入不同的測試環(huán)境中進行測試，結果如表2所示。溫度計示值(攝氏度)數(shù)字鐘輸出(攝氏度)由測試知，數(shù)字鐘的輸出與溫度計值基本上相等，誤差不大于0.5度。(2)鍵盤切換電網(wǎng)頻率、