宋璐　衛(wèi)亞博　馮艷平

摘要：提出了一種基于單片機(jī)的多功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法，以AT89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片，采用DS1302作為時(shí)鐘控制芯片，實(shí)現(xiàn)日期時(shí)鐘顯示并且提供精準(zhǔn)定時(shí)的功能。此外，還可經(jīng)由DHT22所構(gòu)成的溫濕度傳感電路，將溫濕度參數(shù)輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理，然后通過(guò)液晶顯示電路將所有的結(jié)果顯示出來(lái)。結(jié)果表明該電路能精確的顯示時(shí)鐘以及各種環(huán)境參數(shù)，并能實(shí)現(xiàn)鬧鐘、定時(shí)開(kāi)關(guān)和溫濕度閾值報(bào)警等功能，效果良好。

關(guān)鍵詞：電子時(shí)鐘;單片機(jī);溫濕度

中圖分類號(hào)： TN02 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）14-0244-02

Abstract： A design method of multi-function electronic clock based on MCU is proposed. AT89C52 MCU is used as the main control chip of the system and DS1302 is used as the clock control chip to realize the display of date and clock and provide precise timing function. In addition， through the temperature and humidity sensor circuit composed of DHT22， the temperature and humidity parameters can be input into the MCU for processing， and then all the results can be displayed through the LCD display circuit. The results show that the circuit can accurately display the clock and various environmental parameters， and can realize the alarm clock， timing switch and temperature and humidity threshold alarm functions， with good results.

Key words： Electronic clock; single chip microcontroller; temperature and humidity

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，智能化的設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于傳統(tǒng)的時(shí)鐘，也有了新的要求[1-2]。為此，設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的多功能電子時(shí)鐘，可實(shí)現(xiàn)日歷時(shí)間實(shí)時(shí)顯示、鬧鐘定時(shí)報(bào)警，以及環(huán)境溫濕度的監(jiān)測(cè)等功能，具有抗干擾能力強(qiáng)、使用方便，功能全，可靠性高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于日常生活或者工業(yè)等領(lǐng)域。

1 硬件電路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的多功能電子時(shí)鐘的電路框圖如圖1所示，主要包括以下7個(gè)組成部分：鍵盤控制電路、溫濕度傳感電路、時(shí)鐘日歷控制電路、單片機(jī)主控電路、液晶顯示電路、蜂鳴器鬧鐘電路和電源電路。

1.1 時(shí)鐘日歷控制電路

系統(tǒng)中采用DS1302作為時(shí)鐘控制芯片，DS1302是美國(guó)的Dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，被廣泛地應(yīng)用于各種數(shù)字時(shí)鐘中，采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式，可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能[3-5]。

時(shí)鐘日歷控制電路如圖2所示，其中VCC2為主電源，VCC1為后備電源，由兩個(gè)電源中電壓較大者供電;X1和X2為振蕩源，在電路中外接32.769KHz的晶振;RST為復(fù)位/片選信號(hào)，RST為時(shí)鐘輸入端。

1.2 溫濕度傳感電路

系統(tǒng)中采用DHT22作為溫濕度傳感芯片，DHT22數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，具有體積小、功耗低、相應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)和抗干擾能力強(qiáng)能特點(diǎn)。

DHT22采用單線串行接口，基于熱敏電阻與感濕電阻進(jìn)行工作，由于電阻的阻值會(huì)隨著空氣中的溫濕度變化而變化，所以傳感器可以通過(guò)電路中電流的變化來(lái)獲取相應(yīng)的溫濕度數(shù)據(jù)，再送入到單片機(jī)中進(jìn)行處理并進(jìn)行顯示[6-7]。溫濕度傳感電路如圖3所示，1管腳接VCC，4管腳接GND，2管腳為數(shù)據(jù)端，接單片機(jī)輸出信號(hào)，3管腳懸空。

1.3 單片機(jī)主控電路

單片機(jī)主控電路采用Atmel公司開(kāi)發(fā)的高性能的單片機(jī)AT89C52作為主控芯片。它是具有4K的可編程Flash、256B的RAM、32個(gè)I/O口、5個(gè)中斷源、2個(gè)16位定時(shí)器的高性能單片機(jī)[8]。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖4所示，由AT89C52單片機(jī)，晶振電路和復(fù)位電路構(gòu)成，復(fù)位采用上電復(fù)位的方式，時(shí)鐘晶振為12M，滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理的需求。

1.4 其他電路

采用LCD12864液晶顯示器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)交互功能，帶中文字庫(kù)的LCD12864是一種具有4位/8位并行，2線或者2線串行多種數(shù)據(jù)傳輸方式，分辨率為128×64，內(nèi)置8192個(gè)16×16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16×8點(diǎn)ASCLL字符集的液晶顯示器，此外還可完成各種符合和圖形的顯示，具有操作簡(jiǎn)單、接口靈活和低壓低功耗等特點(diǎn)[9]。

液晶顯示電路如圖5所示，在系統(tǒng)中LCD12864的數(shù)據(jù)端與單片機(jī)的P0.0-P0.7相連，控制端與單片機(jī)的P2.0-P2.4相連。

2 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境采用兼容C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)Keil C51。

2.1 主程序

系統(tǒng)軟件流程圖如圖6所示，單片機(jī)上電后，系統(tǒng)開(kāi)始初始化，由單片機(jī)判斷系統(tǒng)是否處于正常運(yùn)行模式，若否，則運(yùn)行在設(shè)置模式，由單片機(jī)記錄用戶的設(shè)置參數(shù);若是，由主控芯片控制液晶顯示電路顯示各個(gè)信息，并將各個(gè)信息進(jìn)行處理，處理完畢后由主控芯片判斷是否滿足鬧鐘條件或者是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值;若超過(guò)閾值，則啟動(dòng)聲光報(bào)警提示鬧鐘或者溫濕度超過(guò)閾值。一次測(cè)量結(jié)束之后，程序不斷循環(huán)，若數(shù)據(jù)發(fā)生變化，則LCD顯示器顯示的結(jié)果也隨之變化，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)各路環(huán)境參數(shù)的功能?；贏T89C52單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)可以參考文獻(xiàn)[10]，這里就不再贅述。

2.2 時(shí)鐘日歷控制電路軟件設(shè)計(jì)

在主程序中啟動(dòng)時(shí)鐘日歷控制模塊之后，若為設(shè)置模式，則提示用戶分別設(shè)置時(shí)鐘、設(shè)置日期和設(shè)置鬧鐘，用戶設(shè)置完成之后，由單片機(jī)保存并記錄用戶的設(shè)置參數(shù);若為正常運(yùn)行模式，則由單片機(jī)控制時(shí)鐘控制電路，分別顯示時(shí)鐘、顯示日期和顯示鬧鐘，顯示完成成回主程序繼續(xù)循環(huán)運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的多功能電子時(shí)鐘，可實(shí)現(xiàn)日歷時(shí)間實(shí)時(shí)顯示、鬧鐘定時(shí)報(bào)警、以及環(huán)境溫濕度的監(jiān)測(cè)等功能，在實(shí)際中應(yīng)用得非常廣泛，可廣泛應(yīng)用于日常生活或者工業(yè)等領(lǐng)域。

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【通聯(lián)編輯：王力】