单片机的红外遥控电子时钟(附件)
摘 要在科学技术发展迅速的今天，自动化和半自动化家居已成为人们的日常必需品，而如何让所有的家居都自动化地为居民提供服务是一条很长的路，我想到钟表悬挂在墙上，每次定时，进行时间修改都很麻烦，能不能用遥控的方法对其进行改善呢？因此我想到了设计一个红外遥控电子时钟。经过后期的调配我又使其具有显示时间的基本功能之外，还具有整点报时和闹钟功能以及红外遥控功能。 我在本设计中首先采用文献法，对红外遥控时钟进行搜索，了解各种单片机、电子时钟芯片和温度采集模块，并根据设计要求，分析了各单片机的优缺点，如采用单片机、电子时钟芯片和温度采集模块，其中有更多的优点和缺点。最后用实验方法来确定设计方案。我最终我决定以单片机STC89C51为控制核心，DS1302时钟芯片为基础芯片，并用红外遥控进行控制。以1602液晶显示屏作为人机交互界面。可以利用红外遥控进行闹钟的设定和时间的调整并通过遥控设定时间。在本设计中我查找了很多关于红外遥控电子时钟的文献与资料；之后通过比较法选用了优点最多，缺点最少的单片机STC89C51、DS1302时钟芯片；最后通过实验法进完成此次实验设计。 本设计在设计完毕后能够显示时间，并对室内温度具有实时监测功能，可远程用红外遥控器遥控进行时间的设定和闹钟设定，并设定有闹钟蜂鸣器，为生活提供了便利。
目录
1 绪论 1
1.1系统的研究背景 1
1.2系统的国内外研究现状及发展现状 1
1.3本课题的研究内容及研究方法 1
2 系统总体方案设计 2
2.1方案的选择与比较 2
2.1.1 系统的基本方案选择 2
3 系统硬件设计 3
3.1 单片机控制模块 3
3.1.1 STC89C51单片机的简介 3
3.1.2 复位电路的设计 4
3.2 时钟芯片DS1302模块 4
3.2.1 DS1302简介 5
3.2.2 DS1302的工作原理 6
3.2.3 DS1302的应用 6
3.3 温度采集DS18B20模块 6
3.3.1 DS18B20简介 7
3.3.2 DS18B20的主要特 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
征 7
3.3.3 DS18B20的应用 8
3.4 液晶显示屏LCD1602模块 8
3.4.1 LCD1602液晶显示屏 8
3.4.2 LCD1602液晶显示屏的应用 9
3.5 红外发射接收模块 10
3.5.1 红外发射接收简介 11
3.5.2 红外发射接收的应用 11
3.6 电源模块 11
3.7 声光报警模块 12
3.8 总体电路简述 13
4 系统软件设计 15
4.1 软件总体框图 15
4.2 各部分软件介绍 16
4.2.1 1602液晶显示程序 16
4.2.2 DS1302时钟芯片程序 16
4.2.3 DS18B20温度传感器程序 17
4.2.4 红外遥控按键程序 18
5 调试及实物 19
5.1 系统调试 19
5.2 系统实物图 19
5.3 个人总结 20
参考文献 22
附录（程序） 23
1 绪论
1.1系统的研究背景
红外遥控电子钟设计还可以扩展为LED数字电子钟，可以根据不同的需要，制作出不同的设计。电子钟随处可见，随身携带，随时修改时间、设定闹铃，但现在很多电子时钟挂在高墙上，造成了修改时间，定时定钟都相对来说不方便，于是我打算利用来控制电子时钟，使修改时间、设定闹铃不需要把电子时钟拿下来亲手操作。单片机精确度很高，不影响定时器计数，程序很长也不影响中断的时间。从而，使数字钟的精度取决于单片机的产生机器周期电路和定时器硬件电路的精确度[1]。如果我想将它应用于实时控制，只需要修改程序和硬件电路，从而开发出新的设计。
1.2系统的国内外研究现状及发展现状
在国内，在很多科学相关的期刊杂志上我们都可以看到电子时钟相关的报道，除了计时功能外，有的还具有整点报时，闹钟设定，倒计时，温度监测等功能。设计者可以根据自己的需要，结合其中的几项功能进行设计，但即使是具有同一种功能的电子钟设计所用的单片机、电子时钟芯片等等也或许不同。现在很多高校设计较为简单且功能相对少一些的电子时钟当做课程设计题目目。其次，红外通信系统的数据系统在美国国家航天和空间管理局97年举办的因特网国际展览会大厅和会议中心之间提供了链路。同时，由于红外通信具有隐蔽性、保密性强的特点，故国外通信机构也很重视这一技术的开发与应用。
1.3本课题的研究内容及研究方法
本次所设计的红外遥控电子钟是基于DS1302时钟芯片并用红外遥控进行设置的电子钟温度计，以单片机STC89C51为控制核心，以1602液晶显示作为人机交互界面。
本系统采用MSC51系列单片机AT89C51芯片为中心控制器来制作电子时钟。本设计的特点是显示简单明了，使用方便，实用性高，而且可以根据需要添加一些其他功能，是一个合格的电子时钟。本设计缺点为占用了较多的I/O接口，可通过接8255实现扩展。
可扩展功能：多点测温，温度报警，温度上下限设置，掉电保护等等。
2 系统总体方案设计
本次设计是以单片机为核心，扩展显示和红外接口，进行红外遥控电子钟的软硬件设计。并使其可以显示年、月、日、时、分、秒，同时具有闹钟和整点报时的功能，并且可以通过红外遥控器进行基本时间的调整和闹钟的设定，还能对室温进行实时监测[5]。
2.1方案的选择与比较
2.1.1 系统的基本方案选择
红外遥控电子时钟设计的总体结构框图如图2.1所示。
图2.1总体结构框图
本次所设计的红外遥控电子钟是基于DS1302时钟芯片并用红外遥控进行设置的电子钟温度计，以单片机STC89C51为控制核心，以1602液晶显示作为人机交互界面。系统可以对周围环境温度进行实时监测，除此之外还具有闹钟功能和整点报时功能。时间调整和闹铃时间设定等所有产品功能都可由红外遥控进行设置。
3 系统硬件设计
本次设计的红外遥控时钟电路系统，共分为以下几个模块：STC89C52RC单片机控制模块，时钟芯片DS1302模块，温度采集DS18B20模块，液晶显示屏LCD1602模块，红外发射接收模块，电源模块及声光报警模块。
3.1 单片机控制模块
方案一：采用AT89C52系列单片机。高密度且兼容标准MCS51指令系统的特点虽然满足此次设计的要求，但是考虑到现有电路板上没有现成的这个单片机，所以不采用此方案，考虑其他方案。
方案二：采用单片机STC89C51。STC89C51在8051基础上增加了许多功能，内置flash ROM可以反复擦写10万次，并且内置硬件看门狗，极大地提高了MCS51单片机家族的性能，STC89C51低价格、性能高，由于其功能已经够满足我们对于产品的需要，所以我们选择性价比更高的STC89C51。
目录
1 绪论 1
1.1系统的研究背景 1
1.2系统的国内外研究现状及发展现状 1
1.3本课题的研究内容及研究方法 1
2 系统总体方案设计 2
2.1方案的选择与比较 2
2.1.1 系统的基本方案选择 2
3 系统硬件设计 3
3.1 单片机控制模块 3
3.1.1 STC89C51单片机的简介 3
3.1.2 复位电路的设计 4
3.2 时钟芯片DS1302模块 4
3.2.1 DS1302简介 5
3.2.2 DS1302的工作原理 6
3.2.3 DS1302的应用 6
3.3 温度采集DS18B20模块 6
3.3.1 DS18B20简介 7
3.3.2 DS18B20的主要特 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
征 7
3.3.3 DS18B20的应用 8
3.4 液晶显示屏LCD1602模块 8
3.4.1 LCD1602液晶显示屏 8
3.4.2 LCD1602液晶显示屏的应用 9
3.5 红外发射接收模块 10
3.5.1 红外发射接收简介 11
3.5.2 红外发射接收的应用 11
3.6 电源模块 11
3.7 声光报警模块 12
3.8 总体电路简述 13
4 系统软件设计 15
4.1 软件总体框图 15
4.2 各部分软件介绍 16
4.2.1 1602液晶显示程序 16
4.2.2 DS1302时钟芯片程序 16
4.2.3 DS18B20温度传感器程序 17
4.2.4 红外遥控按键程序 18
5 调试及实物 19
5.1 系统调试 19
5.2 系统实物图 19
5.3 个人总结 20
参考文献 22
附录（程序） 23
1 绪论
1.1系统的研究背景
红外遥控电子钟设计还可以扩展为LED数字电子钟，可以根据不同的需要，制作出不同的设计。电子钟随处可见，随身携带，随时修改时间、设定闹铃，但现在很多电子时钟挂在高墙上，造成了修改时间，定时定钟都相对来说不方便，于是我打算利用来控制电子时钟，使修改时间、设定闹铃不需要把电子时钟拿下来亲手操作。单片机精确度很高，不影响定时器计数，程序很长也不影响中断的时间。从而，使数字钟的精度取决于单片机的产生机器周期电路和定时器硬件电路的精确度[1]。如果我想将它应用于实时控制，只需要修改程序和硬件电路，从而开发出新的设计。
1.2系统的国内外研究现状及发展现状
在国内，在很多科学相关的期刊杂志上我们都可以看到电子时钟相关的报道，除了计时功能外，有的还具有整点报时，闹钟设定，倒计时，温度监测等功能。设计者可以根据自己的需要，结合其中的几项功能进行设计，但即使是具有同一种功能的电子钟设计所用的单片机、电子时钟芯片等等也或许不同。现在很多高校设计较为简单且功能相对少一些的电子时钟当做课程设计题目目。其次，红外通信系统的数据系统在美国国家航天和空间管理局97年举办的因特网国际展览会大厅和会议中心之间提供了链路。同时，由于红外通信具有隐蔽性、保密性强的特点，故国外通信机构也很重视这一技术的开发与应用。
1.3本课题的研究内容及研究方法
本次所设计的红外遥控电子钟是基于DS1302时钟芯片并用红外遥控进行设置的电子钟温度计，以单片机STC89C51为控制核心，以1602液晶显示作为人机交互界面。
本系统采用MSC51系列单片机AT89C51芯片为中心控制器来制作电子时钟。本设计的特点是显示简单明了，使用方便，实用性高，而且可以根据需要添加一些其他功能，是一个合格的电子时钟。本设计缺点为占用了较多的I/O接口，可通过接8255实现扩展。
可扩展功能：多点测温，温度报警，温度上下限设置，掉电保护等等。
2 系统总体方案设计
本次设计是以单片机为核心，扩展显示和红外接口，进行红外遥控电子钟的软硬件设计。并使其可以显示年、月、日、时、分、秒，同时具有闹钟和整点报时的功能，并且可以通过红外遥控器进行基本时间的调整和闹钟的设定，还能对室温进行实时监测[5]。
2.1方案的选择与比较
2.1.1 系统的基本方案选择
红外遥控电子时钟设计的总体结构框图如图2.1所示。
图2.1总体结构框图
本次所设计的红外遥控电子钟是基于DS1302时钟芯片并用红外遥控进行设置的电子钟温度计，以单片机STC89C51为控制核心，以1602液晶显示作为人机交互界面。系统可以对周围环境温度进行实时监测，除此之外还具有闹钟功能和整点报时功能。时间调整和闹铃时间设定等所有产品功能都可由红外遥控进行设置。
3 系统硬件设计
本次设计的红外遥控时钟电路系统，共分为以下几个模块：STC89C52RC单片机控制模块，时钟芯片DS1302模块，温度采集DS18B20模块，液晶显示屏LCD1602模块，红外发射接收模块，电源模块及声光报警模块。
3.1 单片机控制模块
方案一：采用AT89C52系列单片机。高密度且兼容标准MCS51指令系统的特点虽然满足此次设计的要求，但是考虑到现有电路板上没有现成的这个单片机，所以不采用此方案，考虑其他方案。
方案二：采用单片机STC89C51。STC89C51在8051基础上增加了许多功能，内置flash ROM可以反复擦写10万次，并且内置硬件看门狗，极大地提高了MCS51单片机家族的性能，STC89C51低价格、性能高，由于其功能已经够满足我们对于产品的需要，所以我们选择性价比更高的STC89C51。
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