stm32電子鐘設(shè)計報告

課程論文題 目： 基于 STM32 的多功能電子時鐘 學(xué)生姓名： 梁健 學(xué)生學(xué)號： 1008050120 系 別： 電氣信息工程系 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 年 級： 2010 級 任課教師： 鄭曉東 電氣信息工程學(xué)院制 2013 年 3 月成績基于 stm32 的多功能電子時鐘學(xué)生：梁健指導(dǎo)教師：鄭曉東電氣信息工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一、設(shè)計任務(wù)與要求 .51、設(shè)計任務(wù) .52、設(shè)計要求 .5二、方案設(shè)計與論證 .51、單片機芯片選擇方案 .72、顯示選擇方案 .7三、硬件單元電路設(shè)計與參數(shù)計算 .81、電源電路 .82、按鍵電路 .83、rtc 時鐘 .94、12864 顯示電路 .95、溫度傳感器模塊 .10四、 軟件設(shè)計與流程圖 .101、主程序流程圖 .102、顯示子程序流程圖 .123、按鍵子程序流程圖 .14五、總原電路及元器件清單 .161總原理圖 .16六、元器件清單 .26七、主程序 .26八、 參考文獻(xiàn) .30摘要:本論文基于單片機原理技術(shù)介紹了一款于stm32芯片作為核心控制器的單片機數(shù)字電子鐘的設(shè)計與制作，包括硬件電路原理的實現(xiàn)方案設(shè)計、軟件程序編輯的實現(xiàn)、數(shù)字電子鐘正常工作的流程、原理圖仿真實現(xiàn)、硬件實物的安裝制作與硬件實物的調(diào)試過程。該單片機數(shù)字電子鐘采用stm32自帶的RTC, 用lLCD12864能夠準(zhǔn)確顯示時間（顯示格式為：年月日時分秒） ，可隨時進(jìn)行時間調(diào)整，時間可采用12 小時制顯示或24 小時制顯示，用12864做成菜單形式，鬧鈴提醒，可按自己的要求設(shè)置擴展的小鍵盤個數(shù),并增加溫度顯示。關(guān)鍵詞：單片機 、數(shù)字電子鐘 、LCD12864、STM32、RTC，溫度傳感器一、設(shè)計任務(wù)與要求1、設(shè)計任務(wù)用 STM32 設(shè)計一個數(shù)字電子鐘，采用 LCD12864 來顯示并修改，時間或鬧鈴。2、設(shè)計要求 （1）顯示格式為：XXXXXX XXXXXX 即：年月日 時分秒。（2）具有鬧鈴功能。（3）按鍵改變時間。（4）按鍵改變鬧鈴。（5）溫度的顯示。二、方案設(shè)計與論證整個系統(tǒng)用 stm32 單片機作為中央控制器，由單片機執(zhí)行采集內(nèi)部 rtc 值，時鐘信號通過單片機 I/O 口傳給 LCD12864，單片機模塊控制驅(qū)動模塊驅(qū)動顯示模塊，通過顯示模塊來實現(xiàn)信號的輸出、LCD12864 的顯示及相關(guān)的控制功能。系統(tǒng)設(shè)有按鍵模塊用于對時間進(jìn)行調(diào)整及擴展多個小鍵盤，系統(tǒng)整體框圖如圖1 所示。設(shè)置？是顯示時間，溫度跳出?開始選擇更改時間，鬧鈴正常顯示圖 1 系統(tǒng)整體框圖1、單片機芯片選擇方案方案一：stm32 是一個低功耗，高性能 32 位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器。主要性能有：與 MCS-51 單片機產(chǎn)品兼容、全靜態(tài)操作：0Hz33Hz、 三級加密程序存儲器、32 個可編程 I/O 口線、三個 16 位定時器/計數(shù)器、八個中斷源、全雙工 UART 串行通道、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識符、易編程。方案二：AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM） 。主要性能有：兼容 MCS51 指令系統(tǒng)、32 個雙向 I/O 口、256x8bit內(nèi)部 RAM、3 個 16 位可編程定時/計數(shù)器中斷、時鐘頻率 0-24MHz、2 個串行中斷、可編程 UART 串行通道、2 個外部中斷源、6 個中斷源、2 個讀寫中斷口線、3 級加密位、低功耗空閑和掉電模式、軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。從單片機芯片主要性能角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘單片機芯片選擇設(shè)計采用方案一既 stm32。2、顯示選擇方案方案一：lcd1286。顯示質(zhì)量高，沒有電磁輻射，可視面積大，應(yīng)用范圍廣，畫面效果好，數(shù)字式接口， ”身材”勻稱小巧，功耗小。方案二：數(shù)碼管動態(tài)顯示。動態(tài)顯示，即各位數(shù)碼管輪流點亮，對于顯示器各位數(shù)碼管，每隔一段延時時間循環(huán)點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但須保證掃描速度足夠快，人的視覺暫留功能才可察覺不到字符閃爍。顯示器的亮度與導(dǎo)通電流、點亮?xí)r間及間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省了 I/O 口，降低了能耗。從節(jié)省單片機芯片 I/O 口和降低能耗角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘數(shù)碼管顯示選擇設(shè)計采用方案一，既 lcd12864 顯示。三、硬件單元電路設(shè)計與參數(shù)計算1、電源電路本數(shù)字電子鐘設(shè)計所需電源電壓為直流、電壓值大小 5V 的電壓源 。從硬件實物設(shè)計簡易程度與經(jīng)費方面考慮，用兩節(jié)電壓值大小 2.5V 干電池與電路電壓源引腳相連接即可達(dá)到硬件設(shè)計要求。即本數(shù)字電子鐘設(shè)計用兩節(jié)電壓值大小 2.5V 干電池做硬件電路電壓源。2、按鍵電路本數(shù)字電子鐘設(shè)計所需按鍵用于進(jìn)行顯示時間的調(diào)整與設(shè)置擴展的小鍵盤。單片機芯片 4 個 I/O 口可與按鍵直接相連，通過編程，單片機芯片即可控制按鍵接口電平的高低，即按鍵的開與關(guān)，以達(dá)到用按鍵進(jìn)行顯示時間的調(diào)整與設(shè)置擴展的小鍵盤的設(shè)計要求。3、rtc 時鐘Stm32 自帶 rtc 模塊 ， 實時時鐘是一個獨立的定時器。RTC 模塊擁有一組連續(xù)計數(shù)的計數(shù)器，在相應(yīng)軟件配置下，可提供時鐘日歷的功能。修改計數(shù)器的值可以重新設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)前的時間和日期 RTC 模塊和時鐘配置系統(tǒng)(RCC_BDCR寄存器)處于后備區(qū)域，即在系統(tǒng)復(fù)位或從待機模式喚醒后，RTC 的設(shè)置和時間維持不變。系統(tǒng)復(fù)位后，對后備寄存器和 RTC 的訪問被禁止，這是為了防止對后備區(qū)域(BKP)的意外寫操作。在 RTC 預(yù)分頻器余數(shù)寄存器(RTC_DIVH / RTC_DIVL)賦值可改變時間，在 RTC 鬧鐘寄存器(RTC_ALRH/RTC_ALRL)中改變鬧鈴時間。 4、12864 顯示電路數(shù)字電子鐘設(shè)計的顯示模塊用 8 個一位數(shù)碼管實現(xiàn)，也可用兩個四位一體數(shù)碼管實現(xiàn)。兩種實現(xiàn)方式實現(xiàn)效果一樣。從實物制作的難易程度出，本數(shù)字電子鐘設(shè)計采用兩個四位一體數(shù)碼管實現(xiàn)。即數(shù)碼管引腳與單片機芯片和74LS245 對應(yīng)引腳相連接。5、溫度傳感器模塊DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874 等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20 可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。1: 技術(shù)性能描述、 獨特的單線接口方式，DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 、測溫范圍 55+125，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯誤的）0.5。、支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最