新型多功能电子闹钟设计本科毕业设计论文

新型多功能电子闹钟设计本科毕业设计论文内容摘要：

电 源 稳 定后撤 销 复位信 号 (低 电平 )。 从理论 上 来说 ， 51 系列 单 片机复位引 脚 只要外加 两个 机器周期的有效信 号 即可复位，即 只要保 证 t =RC2M(机器周期 )便可。 但在 实际设计 中，通常 C1取值 10μ F， R1取值 为 10 KC53 0 P FC63 0 P FY11 1 . 0 5 9 2 M H ZX T A L 1X T A L 2本科毕业设计（论文） 10 Ω左右。 实践发现 ， R1 如果取值太小，例如 1KΩ ， 则会导 致 RST 信号驱动能 力 变 差而 无 法使系 统 可靠复位。 图 RC复位 电 路 时钟模块的设计及原理 时钟方案的比较 系统时钟的设计是本设计的基础，闹钟的功能需要在系统时钟的功能下才能实现， 系统时钟设计的方案，通常有以下两种： 方案一：因 为题 目中只要求 显 示小 时 、分 钟 、秒，因此可以 用门电 路 组 合构成 时钟发 生器，但此方案硬件复 杂，稳 定性低，且不易控制。 方案二：采用 带 RAM 的 时钟 芯片 DS12C887。 该 芯片可以 进 行 时分秒的 计数 ，具有 100年日 历 ，可 编 程接 口 ，还 具 有报 警功能和掉 电保存功能，并且可 以对 其方便的 进 行程控。 比较两种方案，后者完全能 满 足 题 目的要求，而第一种 方案，硬件 复杂、稳定性 低、不易 控制， 权衡优劣，选择 方案二。 DS12C887 的概述 DS12C887是 DALLAS 公司 的 产 品 ，采用 CMOS技 术 制成，它能在不供电 的情 况 下使用十年以上。 它在 没 有 电压输 入的情 况 下， 内 部 RAM，时间 ，日期， 闹钟设 置信息都不 会丢 失。 在外部 电压输 入不足 (低于)时 ，自 动写 保 护 ，不管片 选 是否有效， 电压 降到 3V以下就自 动切 换 到 内部锂电 池 供电。 首次使用此模 块 时 ， 需要 对 DS12C887初始化，在晶振 开启 以后，不用再做初始化 [9]。 DS12C887 主要特点 本科毕业设计（论文） 11 为了更好的了解这款 时钟 芯片 ，并应用到设计中去 ， 简要介绍DS12C887 时钟 芯片的主要技术特点 ， 如下： (1)可作 为 IBM AT 计 算机的 时钟 和日 历 ； (2)与 MC146818B和 DS1287 的管 脚 相容； (3)具有完 备 的 时钟 、 闹钟 及到 2100 年的日 历 功能，可 选择 12小 时 制或 24 小 时 制 计时 ，有 AM 和 PM、星期、夏令 时间 操作， 闰 年自 动补偿 等功能； (4)具有可 编 程 选择 的周期性中 断 方式和多 频 率 输 出 的方波 发 生器功能； (5)DS12887 内 部有 14 个时钟 控制寄存器，包括 10 个时标 寄存器， 4 个状态 寄存器和 114bit作掉 电 保 护 用的低功耗 RAM； (6)由于 该 芯片具有多种周期中 断速率时钟 中 断功 能，因此可以满 足各种不同的待机要求，最 长可达 24小 时 ，使用非常方便； (7)时标 可 选择 二 进 制或 BCD码 表示； (8)工作 电压 ： +，工作 电 流： 715mA，工作 温 度范 围 ：070℃； (9)MOTOROLA 和 INTEL 总线时 序 选择。 DS12C887的管脚说明 DS12C887 内 部由振 荡电 路，分 频电 路，周期中 断 /方波 选择电 路，14 字 节时钟 和控 制单 元， 114 字 节 用 户非 易失 RAM，十 进 制 /二 进 制累加器， 总线 接口 电 路， 电 源 开关写 保 护单 元和 内部锂电 池等部分 组成。 DS12887 引 脚 分配和 DS12C887 的结构框图如 图 ， 所示。 本科毕业设计（论文） 12 图 DS12C887的引 脚 排列 图 DS12C887的结构框图 GND、 VCC：直流 电 源，其中 VCC 接 +5V 输 入， GND 接地， 当 VCC输 入 为 +5V 时 ，用 户 可以 访问 DS12C887 内 RAM 中的 数 据，并可 对 其OSC .POWERSWITCHANDWRITEPROTECTCS+ 8 + 64 + 64PERIODIC INTERRUPT / SQUARE WAVESELECTORSQUARE WAVE OUTCLOCK , CALENDAR , AND ALARM RAMREGISTERS A , B , C , DUSER RAM113 BYTESCENTURY BYTECLOCK /CALENDARUPDATEBCD /BINARYINC REMENTBUSINTER FACEV CCV BATCSDSR / WASADO +AD 7MOTV CCPOKSQWIRQRESETDOUBLEBUFFERED本科毕业设计（论文） 13 进 行 读 、 写 操作； 当 VCC的 输 入小于 + 时 ，禁止用 户对内 部 RAM进 行 读 、 写 操作，此 时 用 户 不能正 确获 取芯 片内 的 时间 信息； 当 VCC的 输 入小于 +3V时 ， DS12C887 会 自 动将电 源 发换 到 内 部自 带 的 锂电 池上，以保 证内 部的 电 路能 够 正常工作。 MOT：模式 选择脚 ， DA12C887 有两 种工作模式，即 Motorola 模式和 Intel 模式， 当 MOT 接 VCC 时 ， 选用 的工作模式是 Motorola 模式， 当 MOT接 GND 时 ， 选用 的是 Intel 模式。 本文主要 讨论 Intel 模式。 SQW：方波 输 出 脚 ， 当供电电压 VCC 大于 + 时 ， SQW脚 可 进行方波 输 出，此 时 用 户 可以通 过对 控制寄 存器编 程 来 得到 13 种方波信 号 的 输 出。 AD0～ AD7：复用地址 数 据 总线 ， 该总线 采用 时 分复用技 术 ，在 总线 周期的前半部分，出 现 在 AD0～ AD7 上的是地址信息，可用以 选 通DS12C887 内 的 RAM， 总线 周期的后半部分出 现 在 AD0～ AD7 上的 数 据信息。 AS：地 址选 通 输 入 脚 ，在 进 行 读写 操作 时 ， AS的上 升沿将 AD0～AD7 上出 现 的地址信息 锁 存到 DS12C887 上，而下一 个下 降沿清除AD0～ AD7 上的地址信息，不 论 是否有效， DS12C887 都 将执 行 该 操作。 表 周 期性中断率和方波中断频率 寄存器 A 中的控制 PI 周期中断周期 SQW输出频率 RS3 RS2 RS1 RS0 0 0 0 0 无 无 0 0 0 1 256 Hz 0 0 1 0 128 Hz 0 0 1 1 s 8129 Hz 0 1 0 0 s 4096 Hz 0 1 0 1 s 2048 Hz 0 1 1 0 s 1024 Hz 0 1 1 1 512 Hz 0 0 0 0 256 Hz 0 0 0 1 128 Hz 0 0 1 0 64 Hz 本科毕业设计（论文） 14 0 0 1 1 32 Hz 0 1 0 0 16 Hz 0 1 0 1 125ms 8 Hz 0 1 1 0 250ms 4 Hz 0 1 1 1 500ms 2 Hz DS/RD： 数 据 选择 或 读输 入 脚 ， 该 引 脚有两 种工作模式， 当 MOT接 VCC 时 ， 选用 Motorola 工作模式，在 这 种工作模式中，每 个总线周期的后一部分 的 DS 为 高 电平 ，被 称为资 料 选 通。 在读 操作中， DS的上升沿 ， 使 DS12C887 将内 部 数 据送往 总线 AD0～ AD7上，以供外 部读 取。 在 写 操作中， DS的下降沿 将使总线 AD0～ AD7 上的 数 据 ， 锁 存在 DS12C887 中； 当 MOT 接 GND 时 ， 选用 Intel 工作模式，在 该 模式中， 该 引 脚 是 读允许输 入 脚 ，即 Read Enable。 R/W： 读 /写输 入端， 该 管 脚 也有 2 种工作模式， 当 MOT 接 VCC 时 ，R/W 工作在 Motorola 模式。 此 时 ， 该 引 脚 的作用是 区 分 进 行的是 读操 作还 是 写 操作， 当 R/W为 高 电平时为读 操作， R/W为 低 电平时为写操作； 当 MOT接 GND 时 ， 该 管 脚 工作在 Intel 模式，此 时该 引脚 作 为写允许输 入，即 Write Enable。 CS：片 选输 入，低 电平 有效。 IRQ：中 断请 求 输 入，低 电平 有效， 该 引 脚 有效 对 DS12C887 内 的时钟 、日 历 和 RAM中的 内 容 没 有任何影 响 ， 仅对内 部的控制寄存器有影 响 ，在典型的 应 用中， RESET 可以直接与 VCC 连接， 这样 可以保 证DS12C887 在掉 电时 ， 内 部控制寄存器不受影 响。 DS12C887 的存储功能 在 DS12C887 内 有 10 字 节 RAM 用 来 存 储时间 信息， 4 字 节 用 来 存储 控制信息，其具 体地址及取值 ， 如表。 表 DS12C887的地址及取值 ADDRESS LOCATION FUNCTION DECIMAL RANGE RANGE BINARY DATA MODE BCD DATA MODE 0 Seconds 0059 003B 0059 1 Seconds alarm 0059 003B 0059 本科毕业设计（论文） 15 2 Minutes 0059 003B 0059 3 Minutes alarm 0059 003B 0059 4 Hours12hr Mode 112 010C AM,818C PM 0112 AM,8192 PM Hours24hr Mode 023 0017 0023 5 Hours alarm12hr 112 010C AM,818C PM 0112 AM,8192 PM Hours alarm24hr 023 0017 0023 6 Day of the week Sunday=1 17 0107 0107 7 Data of the month 131 011F 0131 8 Month 112 010C 0112 9 Year 099 0063 0099 50 Century 19,20 NA 19,20 DS12C887 与单片机的连接图 在各种 设备、 家 电 、 仪器 、 工业 控制系 统 中，可以很容易地用DS12C887 来组 成 时间获取单 元，以 实现 各种 时间 的 获 取。 图 是用 AT89C51 单 片机和 DS12C887 芯片构成的 ， 时间获 取 电 路 图 ，其中DS12C887 的基地址 为 7F00H，相 应 的程序采用 C51 语言编写 (设计中为 Intel工作模式 )。 5VR41 0kC81 0u F5VR35k5VM O T1NC2NC3AD04AD15AD26AD37AD48AD59AD610AD711GND12CS13AS14R / W15NC16DS17R E S E T18I R Q19NC20NC21NC22S Q W23V C C24U2D S 12 C 8 87P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07I N T 0本科毕业设计（论文） 16 图 DS12C887时钟 硬件 电 路 图 温度检测的设计及原理 温度检测模块设计方案比较与论证 常见温度检测系统的设计，有以下两种 方案 [10]： 方案一：采用 热电 偶或 热 敏 电阻 作感 温组 件，但 热电 偶需冷端 补偿 ， 电 路 设计 复 杂，热 敏 电阻虽然精度较 高，但需 要标 准 稳 定 电阻 匹配才能使用，而且重复性、可靠性都比 较 差。 方案二：采用集成 温 度 传 感器 DS18B20， 该传 感器 结 构 简单 ，不需外接 电 路。 相比较，方案二完全能 满 足 题 目的要求，且分辨率 较 高，重复性和可靠性好，所。