电子时钟设计优质报告.docx

电子时钟设计汇报
1 设计任务和要求
1.1 设计任务
用STM32设计一个数字电子钟，采取LCD12864来显示并修改，时间或闹铃。
1.2 设计要求
1）显示功效：可显示时间等基础功效。
2）含有闹铃功效。
3）按键改变时间。
4）按键改变闹铃。
5）温度显示。
2 方案设计和论证
整个系统用stm32单片机作为中央控制器，由单片机实施采集内部RTC值，时钟信号经过单片机I/O口传给TFT彩屏，单片机模块控制驱动模块驱动显示模块，经过显示模块来实现信号输出。系统设有按键模块用于对时间进行调整及扩展多个小键盘。
2.1 显示电路
方案一 ：TFT彩屏。显示质量高，没有电磁辐射，可视面积大，应用范围广，画面效果好，数字式接口，“身材”匀称小巧，功耗小。
方案二：数码管动态显示。动态显示，即各位数码管轮番点亮，对于显示器各位数码管，每隔一段延时时间循环点亮一次。利用人视觉暂留功效能够看到整个显示，但须确保扫描速度足够快，人视觉暂留功效才可觉察不到字符闪烁。显示器亮度和导通电流、点亮时间及间隔时间百分比相关。调整参数能够实现较高稳定度显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。
从节省单片机芯片I/O口和降低能耗角度出发，本数字电子钟数码管显示选择设计采取方案一，既TFT彩屏显示。
2.2 电源电路
本数字电子钟设计所需电源电压为直流、电压值大小5V电压源直接用mini USB经过电脑USB接口供电。
2.3 按键电路
本数字电子钟设计所需按键用于进行显示时间调整和设置扩展小键盘。
单片机芯片4个I/O口可和按键直接相连，经过编程，单片机芯片即可控制按键接口电平高低，即按键开和关，以达成用按键进行显示时间调整和设置扩展小键盘设计要求。
2.4 RTC时钟
Stm32自带RTC模块，实时时钟是一个独立定时器。RTC模块拥有一组连续计数计数器，在对应软件配置下，可提供时钟日历功效。修改计数器值能够重新设置系统目前时间和日期RTC模块和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)处于后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后，RTC设置和时间维持不变。系统复位后，对后备寄存器和RTC访问被严禁，这是为了预防对后备区域(BKP)意外写操作。在RTC预分频器余数寄存器(RTC_DIVH / RTC_DIVL)赋值可改变时间，在RTC闹钟寄存器(RTC_ALRH/RTC_ALRL)中改变闹铃时间。
2.5 TFT 彩屏显示电路
数字电子钟设计显示模块用一个TFT彩屏来实现。
2.6 温度传感器模块
DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多个场所，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多个多样，有LTM8877，LTM8874等等。关键依据应用场所不一样而改变其外观。封装后DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等多种非极限温度场所。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适适用于多种狭小空间设备数字测温和控制领域。
技术性能描述：
①独特单线接口方法，DS18B20在和微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器和DS18B20双向通讯。
②测温范围 －55℃～+125℃，固有测温误差（注意，不是分辨率，这里之前是错误）0.5℃。
③支持多点组网功效，多个DS18B20能够并联在唯一三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，假如数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输不稳定。
④工作电源: 3~5V/DC （能够数据线寄生电源）
⑤在使用中不需要任何外围元件。
3 硬件电路设计

图1 stm32f103引脚图

图2 指示灯和复位电路

图3 稳压电路，变压电路，晶震

图4 实物图
4 软件设计
主程序以下
#include
#include "rtc.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
#include "wdg.h"
#include "timer.h"
#include "lcd.h"
#include "rtc.h"
#include "wkup.h"
#include "adc.h"
#include "dma.h"
#include "24cxx.h"
#include "flash.h"
#include "touch.h"
#include "24l01.h"
#include "mmc_sd.h"
#include "remote.h"
#include "ds18b20.h"
const u8 *COMPILED_DATE=__DATE__;//取得编译日期
const u8 *COMPILED_TIME=__TIME__;//取得编译时间
const u8* Week[7]={"Sunday","Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday","Saturday"};
int main(void)
{
u8 t=0;
short temp;
Stm32_Clock_Init(9);//系统时钟设置
delay_init(72); //延时初始化
uart_init(72,9600); //串口1初始化
LED_Init();
LCD_Init();
RTC_Init();
//RTC_Set(,7,15,20,27,50); //设置时间
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(30,50," CCNU - NERCEL");
LCD_ShowString(30,70," Zhu Xiaobin 112786");
LCD_ShowString(30,90,"Jiang Xiaomei 112787");
// LCD_ShowString(30,110,"/07/15");
//显示时间
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,130," - - ");
LCD_ShowString(60,162," : : ");

while(DS18B20_Init())//初始化DS18B20,兼检测18B20
{
LCD_ShowString(60,180,"DS18B20 Check Failed!");
delay_ms(500);
LCD_ShowString(60,180,"Please Check! ");

delay_ms(500);
LED0=!LED0;//DS0闪烁
}
LCD_ShowString(60,180,"DS18B20 Ready! ");
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,200, "Temperate: . C");
while(1)
{
if(t!=timer.sec)
{
t=timer.sec;
LCD_ShowNum(60,130,timer.w_year,4,16);
LCD_ShowNum(100,130,timer.w_month,2,16);
LCD_ShowNum(124,130,timer.w_date,2,16);
switch(timer.week)
{
case 0:
LCD_ShowString(60,148,"Sunday ");
break;
case 1:
LCD_ShowString(60,148,"Monday ");
break;
case 2:
LCD_ShowString(60,148,"Tuesday ");
break;
case 3:
LCD_ShowString(60,148,"Wednesday");
break;
case 4:
LCD_ShowString(60,148,"Thursday ");
break;
case 5:
LCD_ShowString(60,148,"Friday ");
break;
case 6:
LCD_ShowString(60,148,"Saturday ");
break;
}
LCD_ShowNum(60,162,timer.hour,2,16);
LCD_ShowNum(84,162,timer.min,2,16);
LCD_ShowNum(108,162,timer.sec,2,16);
LED0=!LED0;
}
delay_ms(10);
temp=DS18B20_Get_Temp();
if(temp<0)
{
temp=-temp;
LCD_ShowChar(140,200,'-',16,0);//显示负号
}
LCD_ShowNum(148,200,temp/10,2,16);//显示温度值
LCD_ShowNum(172,200,temp%10,1,16);//显示温度值
//printf("t1:%d\n",temp);
delay_ms(200);
LED0=!LED0;

};
}
参考文件
[1] 康华光.电子技术基础模拟部分第四版[M].北京：高等教育出版社，1999.6.
[2] 阎石.数字电子技术基础第四版[M].北京：高等教育出版社，1999.6.
[3]王福瑞等．单片微机测控系统设计大全［M］．北京航空航天大学出版社,1998(331－337)．
[4]宁改娣,杨拴科．DSP控制器原理及应用［M］．科学出版社，．
[5] 周立功等.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，.1.
[6] 周立功等.ARM嵌入式系统试验教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，.1.
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[8] 秦伟等.基于ARM 处理器数据采集系统设计[J].自动化技术和应用. 年第10 期.
[9] 杜春雷.ARM体系结构和编程.清华大学出版社，.