多功能时钟硬件部分(单片机课设)

本系统以 AT89S52 单片机为控制核心，通过与 DS1302 和 DS18B20 通信获取实时时间和实时环境温度，并将得到的数据通过 1602 液晶 显示出来，同时通过相应的按键调整相应的值。因此本设计可分为一 下模块：显示模块、实时时间计算模块、实时环境温度采集模块、报 警模块、设置模块（时间设置模块、最高温度设置模块、闹钟设置模 块）

多功能时钟显示器硬件部分

• 功能
  • 显示开机欢迎界面
  • 显示时间
    • 设置时间
      • 切换
      • 加
      • 减
  • 闹钟
    • 设置闹钟响铃时间
    • 响铃
    • 关闭响铃
  • 温度显示
• 功能模块
  • 显示模块
    • 方案①
      • 数码管是利用发光二极管的特性组合而成数字显示器件，通过控制相应的二极管的状态显示相应的数字。要使数码管正常显示就得有驱动电路驱动相应的段码，数码管的现实方式可分为静态显示和动态显示，静态显示方式只适合显示单个的数字，因此本设计应采用动态显示方式。由于动态显示方式利用的是人眼视觉暂留的特性，扫描的时间应不大于 20 毫秒，占用系统资源大，而且显示的个数和字型有限，在本设计中不易采用。
    • 方案②
      • 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶 它是一种专门用来显示字母、数字、符号等 的点阵型液晶模块 它有若干个 5X7 或者 5X11 等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。1602 的驱动电路带有 11 条指令，可以很方便的控制液晶的现实效果如：清屏、左移右移、光标显示。而且 1602 显示的字符在下一条指令未到来之前不会改变，也就是能够维持显示的字符，1602 液晶占用的系统资源也少。
  • 实时时间计算模块
    • 方案①
      • AT89S52 单片机内部带有定时/计数功能，此定时功能是通过对外部晶振的脉冲进行计数，从而达到计时功能，只要使用 11.0592 的晶振就能实现零误差的计时，因此可以利用此功能实现计时
    • 方案②
      • DS1302 是一种高性能、低功耗的实时时钟芯片， 附加 31 字节静态 RAM，采用 SPI 三线接口与 CPU 进行通信，并可采用突发方式一次传送 多个字节的时钟信号和 RAM 数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个 月小与 31 天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达 2.5～5.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。
  • 实时环境温度采集模块
    • 方案①
      • 热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件．热敏电阻由半 导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电阻变化． 通过一定的电路可以将周围环境的温度变化转化成电压的变化，通过 AD 转化器件将 信号传输给单片机进行分析，从而测出当前环境温度，但误差大，不稳定，对环境要 求较高。
    • 方案②
      • DS18B20 是数字温度传感器，采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。测量温度范围宽，测量精度高 ，在使用中不需要任何外围元件，支持多点组网功能多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温，供电方式灵活 DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。
  • 响铃模块
    • 采用无源蜂鸣器实现，只要编写相应的程序即可实现发出不同频率的声音
  • 设置模块
    • 只需编写相应的程序外加相应的按键即可实现
• 硬件
  • AT89S52单片机
  • DS1302计时芯片
  • DS18B20数字化温度传感器
  • 1602液晶显示器
  • 蜂鸣器
• 热敏电阻误差大，不稳定，对环境要 求较高。 DS18B20系统结构更趋简单，可靠性更高。因此非常适合 本系统使用。 综上比较上述两种方案，宜采用方案②构成本设计的实时温度采集模块。
• AT89S52 单片机内部带有定时/计数功能，只有单一的计时功能要实现“万年历”的功能需要较复杂的 程序，而且如果单片机掉电无法继续进行计时，所以使用不便。  DS1302利用单片机强大的控制功能就可实现实时计时的功能，而且消耗的系统资源少， 程序简单。 综合上述两种方案，宜采用方案②实现实时计时功能。
• 综合比较两种方案，应采用 1602 液晶组成本设计的显示模块