可编程作息时间控制器设计方案

可编程作息时间控制器设计方案1、阅读中外文献资料摘要：数字钟是采用数字电路实现对"年、月、日、周、时、分、秒"数字显示的计时装置.由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。

可编程作息时间控制器就是其中的一个部分，它能很好的帮助我们完成对操控方面的时序和时间的控制，可见可编程时钟控制器在未来有很大的发展潜力,其研究领域十分宽广,应用领域十分广泛。

2、立题依据及主要研究内容：数字钟能长期、连续、可靠、稳定地工作；同时还具有体积小，功耗低等特点，便于携带，使用方便。

目前应用广泛是可编程作息时间控制器,它不仅具有数字钟的一般优点,还有控制时间精确,且通过改变单片机的程序能够灵活改变冬、夏季作息时间，同时能够实时显示时间. 能够让我们来掌握运筹时间而不是让时间来催促逼迫我们。

可编程作息时间控制器实现了对时间控制的智能化，摆脱了传统由人来控制时间的长短的不便，实现代学校必不可少的设备.本次研究的主要内容是可编程作息时间控制器系统,系统包括：单片机、LCD驱动及显示系统、按键输入系统、功率放大系统和电源组成。

利用单片机提供的基信号作为基准计时信号，进行年月日周时分秒计时,根据设定时间完成语音播报，可按照设定的时间进行相应的控制,能够随意设置语音播报时间和内容。

3、设计方案及思路：主要的设计方案为：1.硬件设计由单片机系统、输入键盘、功率放大器、显示系统等部分组成。

系统扩展了四个按键用于报时及设定时间。

利用单片机的DAC为电流型输出，经负载电阻R1、三极管Q1，放大驱动扬声器放音，SPEAKER 可选用4Ω或8Ω扬声器，作为调试和当地语音播报使用，留有音频输出接口经功率放大器驱动音箱。

用一个LED 显示作息时间到等相关信息，根据具体需要可控制电铃、播放提示语音等。

2.软件设计整个程序分为：主程序、键盘扫描程序、校时子程序、语音子程序等几部分。

设计思路由单片机系统、输入键盘、功率放大器、音箱和显示系统等部分组成,构成可编程作息时间控制器系统,要以单片机为核心, 配以输入、输出、显示、控制等外围部件和软件,硬件是软件实现的基础，软件则在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，却一不可。

要求如下（1）时钟显示：16位LED从左到右依次显示年、月、日、周、时、分、秒，采用24计时。

（2）按键控制功能：采用4个独立键盘，其中一个为功能键；一个为数字调整键；一个为取消设置键，用来设定时间；另一个为用来设定定时时间。

（3）时间显示：通电后，系统自动进入时钟显示，从0000:00:00:00:00:00：00：00开始计时，此时可以调整和设置显示的时间。

按动小时调整键后小时将会加1，同时也可以调整分和秒，原理和前面的小时设置方法相同，用按键来调整所设置的当前的时间。

（4）时间调整：按下功能键，系统停止计时显示，进入时间设定状态，系统只显示小时内容，其他时间处于暂停状态；若再按动功能键则用来调整分钟，此时小时和秒都处于停止状态；原理和前面的相同。

（5）闹钟设置/启闹：按下闹钟设置/启闹键，系统继续计时，从0000:00:00:00:00：00：00开始显示，此时再按功能键后进入闹钟设置状态，设置过程和时间调整相同，当与所设置的时间相同时，并且定时间到时，音箱开始发声。

以上要求用软件编程来实现,通过编程方法可得到主程序、键盘扫描程序、校时子程序、语音播放子程序等几部分, 再利用仿真系统进行功能仿真和调试，最后结合硬件就能得到一个可编程作息时间控制器.4、毕业设计（论文）工作计划：2009年12月1日至2010年3月5日相关文献的调研，资料收集2010年3月5日至2010年3月12日系统方案探讨与指导教师问题答疑2010年3月12日至2010年3月19日硬件设计2010年3月19日至2010年3月26日软件设计2010年3月26日至2010年4月2日软件硬件联调2010年4月2日至2010年4月9日完成毕业论文写作2010年4月9日至2010年4月16日论文指导教师初评，并给出修改意见，学生进行修改2010年4月16日至2010年4月23日完成毕业答辩PPT，准备毕业答辩5、指导教师审核意见：指导教师（签名）年月日________________________________________________________________ __________注：1）开题报告由学生填写，须经指导教师审批2）阅读文献资料摘要，要比较全面反映题目研究已取得的成果和研究动态3）立题依据包括立题的必要性可编程作息时间控制器设计与制作摘要：本文介绍了一款基于AT89S52单片机数字钟的设计，通过多功能数字钟的设计思路，详细叙述了系统硬件、软件的具体实现过程。

论文重点阐述了数字钟硬件中主控制模块、时钟模块、显示模块和相关控制模块等的模块化设计与制作；软件同样采用模块化的设计，本设计实现了时间与闹钟的修改功能、语音播报功能、年、月、日和星期等的显示功能。

并且通过对比实际的时钟，查找出了误差的来源，确定了调整误差的方法，尽可能的减少误差，使得系统可以达到实际数字钟的允许误差范围内。

本次设计过程在硬件与软件方面是进行同步设计。

硬件部分主要由AT89C52单片机，LED显示电路，以及调时按键电路等组成。

在单片机的选择上本人使用了AT89C52单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

显示器使用2片7SEG-MPX8-CA和一片7SEG-MPX4-CA。

7SEG-MPX8-CA是一种八个共阳二极管显示器，7SEG-MPX4-CA是一种四个共阳二极管显示器。

为了能更轻松的控制这三片显示器，本人使用了3片74HC164来驱动。

74HC164 是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。

软件方面主要包括日历程序、时间调整程序，公历转阴历程序，显示程序等。

程序采用汇编语言编写，以便更简单地实现调整时间及阴历显示功能。

关键词：时钟电钟；DS1302；DS18B20；动态扫描；单片机ABSTRACTThis article describes an AT89S52 microcontroller based digital clock design,through multi-functional digital clock design ideas, detailed description of the system hardware and software realization process. Paper focuses on the digital clock in the main control module hardware, the clock modules, display modules and associated control modules, modular design and production; software as modular design, the design and implementation of the changes of time and alarm functions, voice broadcast function, year, month, day and week, etc. display. And by comparing the actual clock, find out the source of the error, the error of the method of determining the adjustment, as much as possible to reduce errorsEnable the system to achieve a practical digital clock within allowable error.Hardware mainly by the AT89C52 microcontroller, LED display circuit, and the tune composed of the circuit when the button. In the SCM choice I used the AT89C52 microcontroller, which is suitable for many of the more complex control applications. Monitor the use of two 7SEG--MPX8--CA and a 7SEG--MPX4--CA. 7SEG-MPX8-CA is a total of eight-yang display 7SEG-MPX4-CA is a total of four-yang diode display. In order to more easily control the three monitors, I use three 74HC164 to drive.74HC164 is an 8-bit edge-triggered shift register, serial input data, and parallel output. The software includes calendar program, time to adjust procedures, turn the lunar calendar programs display programs. Programs written in assembly language used in order to more easily adjust the time and the realization of the lunar calendar display. All programming is complete, the wave software debugging,Key words:Clock electric clock:DS1302；DS18B20:DYNAMIC ；SCANSCM目录摘要 (6)ABSTRACT (7)前言 (10)一．设计要求与方案探讨 (11)1.1 设计目的与意义 (10)1.2 设计要求 (11)1.3 系统基本方案选择探讨 (11)1.3.1主控制芯片的选择方案探讨 (11)1.3.2 时钟芯片的选择方案探讨 (12)1.3. 3 LED显示系统选择方案探讨 (13)二.硬件设计 (14)2．1系统电路设计框图 (14)2.2 系统硬件设计概述 (14)2．3系统主要基本单元电路的设计 (14)2.3.1主控制系统电路的设计 (14)2.3.2时钟电路的设计 (16)2.3.3 LED显示电路的设计 (17)2. 4 系统电路原理说明 (18)三、软件设计 (22)3.1程序流程框图 (22)3.2 子程序的设计 (24)3.2.1 读、写DS1302子程序 (25)四、硬件与软件调试 (2)4．1硬件调试 (25)4.2软件调试 (27)4.3调试结果分析与结论 (29)4.3.1 调试结果分析 (29)4.3.2 调试结论 (29)五、论文总结 (30)参考文献 (30)附录一：系统电路图 (31)附录二：系统程序清单 (32)致谢 (50)前言随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，对时间的要求越来越高，精准数字计时的消费需求也是越来越多。