ds1302的数字钟设计
【摘要】基于DS1302的数字钟设计系统可以实时显示当前的时间，并且在系统断电的时候可以利用纽扣电池进行低功耗的计时。因此采用DS1302芯片可以实时准确的给系统提供当前的时间信息，并且通过单片机将数据进行实时的显示。本设计以STC89C52单片机接收DS1302提供的时钟信息，并且驱动LCD1602进行当前的时间输出。同时好可以通过按键进行时间以及闹钟的设定，主要的设计方法是通过单片机进行数据的处理。在显示时间以及闹钟报警的功能外，还可以显示当前环境的温度。本设计通过时间、闹钟以及温度三个功能集于一体，让数字钟的功能更加完善。由于本设计是以单片机为控制芯片，通过LCD进行数据的显示。因此可以在系统上进行相应的扩展，可以对数字钟系统进行升级，是本系统的功能更加灵活。
目录
引言 1
一、方案设计论证 2
（一）系统设计方案 2
（二）主要元件选择 3
二、硬件设计 5
（一）硬件电路原理图 5
（二）硬件系统供电电路 6
（三）单片机控制电路 7
（四）DS1302时钟 9
（五）DS18B20温度传感器 10
（六）LCD1602液晶显示屏 11
（七）按键电路 12
三、软件设计 13
（一）软件设计流程 13
（二）初始化程序设计 14
（三）DS1302时间读取程序设计 15
（四）DS18B20检测程序设计 16
（五）LCD1602显示程序设计 16
（六）时间调节程序设计 17
四、系统仿真 17
（一）系统设计软件 17
（二）软硬件设计总结 18
（三）Proteus仿真调试 18
总结 20
谢辞 21
参考文献 22
附录1（主函数） 23
附录2（初始化函数） 23
附录3（DS1302时间读取程序） 24
附录4（DS18B20采集程序） 24
附录5（LCD1602显示程
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
序） 25
附录6（参数调节程序） 25
引言
随着电子的发展，基于电子逻辑器件的电子时钟也越来越常见。电子时钟不仅计时准确，时钟显示的格式也非常的直观的。因此基于电子逻辑器件的电子时钟越来越常见，价格也越来越便宜。通过一些廉价的逻辑器件，通过电路的设计得到所指定的功能。在进行数字钟设计的时候也可以将在校所学习的知识进行复习、应用。从理论到实践上有一个新的提升。对于在校大学生而言，通过多学的知识进行实践是非常有意义的。数字钟是生活中比较常见的工具，可以为人们提供时间的参考。当然数字钟也是生活不可缺少的工具，因此随其进行设计是很有前景的。由于当前数字钟的形式比较常见，各种功能比较丰富。因此想要将数字钟设计的更加新颖，就需要对其功能上进行相应的完善。本设计是基于单片机进行设计的数字钟，因此在功能可以能进行扩展，并且进行扩展的方法也比较简单，只要进行外围电路的设计以及软件的编程就可以完成了。通过一些简单的设计就可以将数字钟的功能添加的更多。因此这样的数字钟设计是非常有发展前景的。基于DS1302的数字钟设计具有多功能的设计，例如基本的时间以及闹钟功能，还要当前环境温度的显示功能。每个功能都需要进行硬件以及软件的设计。各个能过的设计还需要考虑在日常生活中的应用以及成本上的考虑。首先就是对所设计的内容进行硬件的上的分析，通过硬件的设计的将整体的功能进行初步的确定。在进行硬件设计之前需要对设计的方案进行确定，方案的确定主要取决于设计的功能以及设计所以需要的成本。因此论文在进行方案设计的时候要注意设计的可行性。硬件设计完成之后就是对系统软件进行设计，软件设计的内容需要根据硬件所设计的内容进行分析。需要对单片机使用的引脚进行软件的编程，从而完成信息的读取以及信息的交换。软件设计是时候需要进行各方面的调试。因此最后一个章节需要对系统进行软硬件的调试，进行一些仿真以及原理图的绘制。
一、方案设计论证
（一）系统设计方案
本系统是基于DS1302的数字钟设计,不仅可以显示当前的时间，还有闹钟以及温度显示的功能。因此在进行方案设计的时候，需要对各个功能的组成由一定的集成度。所需要的使用的主要芯片为DS1302时钟芯片、温度采集芯片以及显示元件。主要的方案设计在于整个系统的设计以及各个模块之间信号的传输，在各个模块进行数据传输的时候要考虑到信号的稳定。
第一个方案为通过逻辑器件进行各个信号之间的传递。例如显示部分可以使用译码器，温度采集可以采用AD芯片，然后利用编码器进行显示。在进行数据比较是时候可以采用比较器。通过各个分立元件之间的连接可以完成各个模块之间的信号连接。此种方案在进行信号传递时候比较麻烦，主要由于各个模块之间采用分立元件，信号进行处理时候比较麻烦。如果需要添加更多功能的时候，就会需要更多的逻辑器件。
第二个方案是通过单片机进行各个模块信号之间的信号传递。单片机作为核心的控制元件，可以通过程序进行数据的处理，并且单片机拥有许多的输入输出端口，每个端口具有一定的驱动能力。因此，利用单片机可以将输入的数据进行准确快速的处理，最后通过端口进行输出。单片机是一个集成度比较高的逻辑器件，不需要太多的外围电路，因此在进行维修的时候比较方便。单片机作为集成度高，软件程序控制的元件，在进行后期功能扩展的时候比较方便，只需要将扩展功能的元件外接在单片机上即可，然后通过相应的程序设计就可以完成功能的扩展。
通过单片机与分立元件的比较分析，选择单片机作为系统的数据转换比较合适。利用单片机作为系统的控制功能图见11。
图11 系统设计框图
（二）主要元件选择
根据系统的设计要求，可以将所设计的数字钟系统使用的核心器件进行选择。由于电子元件的种类比较多，所以会有许多元件进行相互的替换。在进行元件选择是时候主要考虑各个元件的使用难易程序以及程序，并且还需要考虑各个元件之间的协调性。
1.单片机选择
控制芯片的选择决定了系统的处理数据的稳定性以及数据转换的效率。但是成本上也要进行相应的考虑，选择价格示意的才是好的方案。另一个方面就是控制芯片的开发难度，需要选择开发难度比较适中的芯片。
方案一：
选择常用的STC89C52单片机,此种单片机开发难度比较小。也是比较常用的单片机，单片机的内部资源也可以满足系统的设计要求。需要注意的就是与传感器之间的通信，传感器需要将数据稳定的送入单片机。这种单片机完全可以满足设计的要求，并且它的成本也比较低，对于本系统选择比较合适。另一方面需要注意的是控制芯片的驱动能力，由于本系统需要控制显示屏进行显示，因此它的引脚需要的比较多。STC89C52单片机有32个可用引脚，可以满足系统的设计要求。
方案二：
选择ARM系列的单片机，例如STM32单片机。这种单片机的数据处理的速度比较快。对于本系统的设计也是可以选择的，但是ARM系列单片机的开发难度比较大。这种单片机的成本比较高，外围电路也是比较的复杂。因此本系统选择这样的方案不太适合。
目录
引言 1
一、方案设计论证 2
（一）系统设计方案 2
（二）主要元件选择 3
二、硬件设计 5
（一）硬件电路原理图 5
（二）硬件系统供电电路 6
（三）单片机控制电路 7
（四）DS1302时钟 9
（五）DS18B20温度传感器 10
（六）LCD1602液晶显示屏 11
（七）按键电路 12
三、软件设计 13
（一）软件设计流程 13
（二）初始化程序设计 14
（三）DS1302时间读取程序设计 15
（四）DS18B20检测程序设计 16
（五）LCD1602显示程序设计 16
（六）时间调节程序设计 17
四、系统仿真 17
（一）系统设计软件 17
（二）软硬件设计总结 18
（三）Proteus仿真调试 18
总结 20
谢辞 21
参考文献 22
附录1（主函数） 23
附录2（初始化函数） 23
附录3（DS1302时间读取程序） 24
附录4（DS18B20采集程序） 24
附录5（LCD1602显示程
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
序） 25
附录6（参数调节程序） 25
引言
随着电子的发展，基于电子逻辑器件的电子时钟也越来越常见。电子时钟不仅计时准确，时钟显示的格式也非常的直观的。因此基于电子逻辑器件的电子时钟越来越常见，价格也越来越便宜。通过一些廉价的逻辑器件，通过电路的设计得到所指定的功能。在进行数字钟设计的时候也可以将在校所学习的知识进行复习、应用。从理论到实践上有一个新的提升。对于在校大学生而言，通过多学的知识进行实践是非常有意义的。数字钟是生活中比较常见的工具，可以为人们提供时间的参考。当然数字钟也是生活不可缺少的工具，因此随其进行设计是很有前景的。由于当前数字钟的形式比较常见，各种功能比较丰富。因此想要将数字钟设计的更加新颖，就需要对其功能上进行相应的完善。本设计是基于单片机进行设计的数字钟，因此在功能可以能进行扩展，并且进行扩展的方法也比较简单，只要进行外围电路的设计以及软件的编程就可以完成了。通过一些简单的设计就可以将数字钟的功能添加的更多。因此这样的数字钟设计是非常有发展前景的。基于DS1302的数字钟设计具有多功能的设计，例如基本的时间以及闹钟功能，还要当前环境温度的显示功能。每个功能都需要进行硬件以及软件的设计。各个能过的设计还需要考虑在日常生活中的应用以及成本上的考虑。首先就是对所设计的内容进行硬件的上的分析，通过硬件的设计的将整体的功能进行初步的确定。在进行硬件设计之前需要对设计的方案进行确定，方案的确定主要取决于设计的功能以及设计所以需要的成本。因此论文在进行方案设计的时候要注意设计的可行性。硬件设计完成之后就是对系统软件进行设计，软件设计的内容需要根据硬件所设计的内容进行分析。需要对单片机使用的引脚进行软件的编程，从而完成信息的读取以及信息的交换。软件设计是时候需要进行各方面的调试。因此最后一个章节需要对系统进行软硬件的调试，进行一些仿真以及原理图的绘制。
一、方案设计论证
（一）系统设计方案
本系统是基于DS1302的数字钟设计,不仅可以显示当前的时间，还有闹钟以及温度显示的功能。因此在进行方案设计的时候，需要对各个功能的组成由一定的集成度。所需要的使用的主要芯片为DS1302时钟芯片、温度采集芯片以及显示元件。主要的方案设计在于整个系统的设计以及各个模块之间信号的传输，在各个模块进行数据传输的时候要考虑到信号的稳定。
第一个方案为通过逻辑器件进行各个信号之间的传递。例如显示部分可以使用译码器，温度采集可以采用AD芯片，然后利用编码器进行显示。在进行数据比较是时候可以采用比较器。通过各个分立元件之间的连接可以完成各个模块之间的信号连接。此种方案在进行信号传递时候比较麻烦，主要由于各个模块之间采用分立元件，信号进行处理时候比较麻烦。如果需要添加更多功能的时候，就会需要更多的逻辑器件。
第二个方案是通过单片机进行各个模块信号之间的信号传递。单片机作为核心的控制元件，可以通过程序进行数据的处理，并且单片机拥有许多的输入输出端口，每个端口具有一定的驱动能力。因此，利用单片机可以将输入的数据进行准确快速的处理，最后通过端口进行输出。单片机是一个集成度比较高的逻辑器件，不需要太多的外围电路，因此在进行维修的时候比较方便。单片机作为集成度高，软件程序控制的元件，在进行后期功能扩展的时候比较方便，只需要将扩展功能的元件外接在单片机上即可，然后通过相应的程序设计就可以完成功能的扩展。
通过单片机与分立元件的比较分析，选择单片机作为系统的数据转换比较合适。利用单片机作为系统的控制功能图见11。
图11 系统设计框图
（二）主要元件选择
根据系统的设计要求，可以将所设计的数字钟系统使用的核心器件进行选择。由于电子元件的种类比较多，所以会有许多元件进行相互的替换。在进行元件选择是时候主要考虑各个元件的使用难易程序以及程序，并且还需要考虑各个元件之间的协调性。
1.单片机选择
控制芯片的选择决定了系统的处理数据的稳定性以及数据转换的效率。但是成本上也要进行相应的考虑，选择价格示意的才是好的方案。另一个方面就是控制芯片的开发难度，需要选择开发难度比较适中的芯片。
方案一：
选择常用的STC89C52单片机,此种单片机开发难度比较小。也是比较常用的单片机，单片机的内部资源也可以满足系统的设计要求。需要注意的就是与传感器之间的通信，传感器需要将数据稳定的送入单片机。这种单片机完全可以满足设计的要求，并且它的成本也比较低，对于本系统选择比较合适。另一方面需要注意的是控制芯片的驱动能力，由于本系统需要控制显示屏进行显示，因此它的引脚需要的比较多。STC89C52单片机有32个可用引脚，可以满足系统的设计要求。
方案二：
选择ARM系列的单片机，例如STM32单片机。这种单片机的数据处理的速度比较快。对于本系统的设计也是可以选择的，但是ARM系列单片机的开发难度比较大。这种单片机的成本比较高，外围电路也是比较的复杂。因此本系统选择这样的方案不太适合。
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