基于单片机的数字时钟设计-设计说明书
电子校园网 编号：
CP-51-2021-048-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STC89C52单片机的电子时钟系统，该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责获取输入部分数据并进行内部处理，控制输出部分。输入部分包括DS1320时钟模块、DS18B20温度检测模块、光敏电阻和ADC0832光照检测模块、独立按键和供电电路。输出部分包括LCD12864显示模块、语音播报模块、蜂鸣器和LED指示灯。通过这些模块的组合，电子时钟系统可以准确显示时间和温度，具备闹钟功能和光照补光功能。本设计的主要创新点在于采用了STC89C52单片机作为核心控制器，结合多个输入模块和输出模块，实现了多功能的电子时钟系统。通过按键操作和传感器检测，用户可以方便地调整时间、设置闹钟，并获得当前的温度和光照强度信息。同时，语音播报和LED指示灯的设计提供了更直观的提示和反馈。实验结果表明，该电子时钟系统具有良好的稳定性和可靠性，能够满足用户对时间显示、温度检测和闹钟功能的需求。未来的改进方向可以考虑增加更多的功能模块，如日历显示、定时器等，以进一步提升系统的实用性和扩展性。
关键词：单片机；光敏电阻传感器；温度检测模块；语音模块
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
3.5 TTS语音播报模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 处理函数流程设计
4.5 显示函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置时间实物测试
5.3 设置闹钟实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
近年来,随着科技的发展,电子产品已经应用到我们生活的很多面面,,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。在现代生活中,尤其是时间观念很强的现在,电子时钟是我们必需的物品,虽然市面上的时钟种类很多,功能也很多,但是数字电子时钟更具有应用价值,具有显示清晰,走时准确,易于调试等优点,将会在生活和工作中占有很大比重[1]。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备,甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。单片机模块中最常见的是数字时钟,数字时钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。因此，在这种情况下,我们研究数字时钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
1.2 国内外研究现状
2016年王铎给出了一种多功能数字时钟设计方法,系统以单片机芯片AT89C52作为核心控制器,由时钟模块(DS1302),键盘控制模块,液晶显示模块(LCD1602)以及扩展了的环境温度检测模块(DS18B20)组成,通过硬件电路的制作以及软件程序的编制,以硬件软件化的设计思想设计了多功能数字时钟.系统具有简单清晰的操作界面,能在4V~7V直流电源下正常工作,能够准确显示时间(显示格式为时时:分分:秒秒,24小时制),可随时进行时间调整,具有整点报时功能,能够对时钟所在的环境温度进行测量并显示;同时,该时钟系统还具有功耗小,成本低的特点,具有很强的实用性.由于系统所用元器件较少,单片机所被占用的I/O口不多,因此系统具有一定的可扩展性[2]。
2020年韦若鹏主要介绍AT89C51单片机多功能电子数字时钟的硬件方面的设计和硬件方面许多的结构.主要运行方法是用串行时钟日历芯片DS1302记录数字时钟的时间还有日历,有些新的产品添加了很多其他的辅助功能,比如温度显示等等,在温度功能方面使用DS18B20芯片,数字时钟之所以这么受广大的欢迎,它使用简单直观,数字时钟在显示方面采用12864A液晶,能清楚的在LED显示屏上显示出年,月,日,周日,时,分,秒,还有调准时间的准确度的功能,并且能够显示当日的温度情况.数字时钟对世界有着重要的影响[3],对工业,电子业,商业有着重要的推进作用,使用简单方便,成本低,显示直观,在广阔的市场具有非常很好的前景市场。
2020年根据亟待解决的问题长谷川裕久提供一种能够更灵活、更适当地设置和显示时区的电子表，以及一种设置显示方法。解决方案：设置电子表（1）：表圈（4），其中提供了指示世界地点位置的多个位置标记;相对于表圈移动的秒针（11）;一个标记信息存储单元，用于存储与位置标记所指示的位置与位置标记所指示的时区相关的时间滞后信息;以及执行操作控制以相对移动秒针和挡板的控制单元。在表圈中，一个异常指示位置，表示根据与秒针的规定位置关系，与与位置标记相关的任何时区不对应。当显示过程中没有与所设置的时区相关联的位置标记时，控制单元将秒针和异常指示位置设置为规定的位置关系，而显示与要显示的日期设置的时区相关[4]。
2020年根据亟待解决的问题奥村朗人提供一种技术，在抑制模拟电子钟表失谐发生的同时，加快指针速度。步进电机20由转子旋转和旋转，转子在定子中磁化，连接到驱动CoyleA驱动电路，用于施加驱动脉冲，该脉冲用于驱动转子，以驱动CoyleA控制单元105，用于通过驱动电路控制驱动脉冲的应用当驱动Coyle由于转子的旋转而引起的感应电压满足对感应电压的预定条件，控制驱动电路，使驱动脉冲在转子的自由振动稳定之前施加到驱动Coyle上[5]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计是基于STC89C52单片机的电子时钟系统，包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责处理输入数据并控制输出功能。输入部分包括时钟模块、温度检测模块、光照检测模块、按键和供电电路。输出部分包括显示模块、语音播报模块、蜂鸣器和LED指示灯。该系统实现了准确的时间显示、温度检测、闹钟功能和光照补光功能，用户可以方便地调整时间、设置闹钟，并获取当前的温度和光照强度信息。该设计具备稳定性、可靠性和扩展性，提供了实用、便捷的时间显示和功能操作体验。
