stm32電子鐘設計報告

課程論文題 目： 基于 STM32 的多功能電子時鐘 學生姓名： 梁健 學生學號： 1008050120 系 別： 電氣信息工程系 專 業(yè)： 電子信息科學與技術 年 級： 2010 級 任課教師： 鄭曉東 電氣信息工程學院制 2013 年 3 月成績基于 stm32 的多功能電子時鐘學生：梁健指導教師：鄭曉東電氣信息工程學院電子信息科學與技術專業(yè)一、設計任務與要求 .51、設計任務 .52、設計要求 .5二、方案設計與論證 .51、單片機芯片選擇方案 .72、顯示選擇方案 .7三、硬件單元電路設計與參數計算 .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 .30摘要:本論文基于單片機原理技術介紹了一款于stm32芯片作為核心控制器的單片機數字電子鐘的設計與制作，包括硬件電路原理的實現方案設計、軟件程序編輯的實現、數字電子鐘正常工作的流程、原理圖仿真實現、硬件實物的安裝制作與硬件實物的調試過程。該單片機數字電子鐘采用stm32自帶的RTC, 用lLCD12864能夠準確顯示時間（顯示格式為：年月日時分秒） ，可隨時進行時間調整，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，可按自己的要求設置擴展的小鍵盤個數,并增加溫度顯示。關鍵詞：單片機 、數字電子鐘 、LCD12864、STM32、RTC，溫度傳感器一、設計任務與要求1、設計任務用 STM32 設計一個數字電子鐘，采用 LCD12864 來顯示并修改，時間或鬧鈴。2、設計要求 （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，單片機模塊控制驅動模塊驅動顯示模塊，通過顯示模塊來實現信號的輸出、LCD12864 的顯示及相關的控制功能。系統(tǒng)設有按鍵模塊用于對時間進行調整及擴展多個小鍵盤，系統(tǒng)整體框圖如圖1 所示。設置？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，片內含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫 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、雙數據指針、掉電標識符、易編程。方案二：AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8k bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數據存儲器（RAM） 。主要性能有：兼容 MCS51 指令系統(tǒng)、32 個雙向 I/O 口、256x8bit內部 RAM、3 個 16 位可編程定時/計數器中斷、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)，本數字電子鐘單片機芯片選擇設計采用方案一既 stm32。2、顯示選擇方案方案一：lcd1286。顯示質量高，沒有電磁輻射，可視面積大，應用范圍廣，畫面效果好，數字式接口， ”身材”勻稱小巧，功耗小。方案二：數碼管動態(tài)顯示。動態(tài)顯示，即各位數碼管輪流點亮，對于顯示器各位數碼管，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。顯示器的亮度與導通電流、點亮時間及間隔時間的比例有關。調整參數可以實現較高穩(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)，本數字電子鐘數碼管顯示選擇設計采用方案一，既 lcd12864 顯示。三、硬件單元電路設計與參數計算1、電源電路本數字電子鐘設計所需電源電壓為直流、電壓值大小 5V 的電壓源 。從硬件實物設計簡易程度與經費方面考慮，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到硬件設計要求。即本數字電子鐘設計用兩節(jié)電壓值大小 2.5V 干電池做硬件電路電壓源。2、按鍵電路本數字電子鐘設計所需按鍵用于進行顯示時間的調整與設置擴展的小鍵盤。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，以達到用按鍵進行顯示時間的調整與設置擴展的小鍵盤的設計要求。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)計數的計數器，在相應軟件配置下，可提供時鐘日歷的功能。修改計數器的值可以重新設置系統(tǒng)當前的時間和日期 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)復位或從待機模式喚醒后，RTC 的設置和時間維持不變。系統(tǒng)復位后，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 預分頻器余數寄存器(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 顯示電路數字電子鐘設計的顯示模塊用 8 個一位數碼管實現，也可用兩個四位一體數碼管實現。兩種實現方式實現效果一樣。從實物制作的難易程度出，本數字電子鐘設計采用兩個四位一體數碼管實現。即數碼管引腳與單片機芯片和74LS245 對應引腳相連接。5、溫度傳感器模塊DS18B20 數字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應用于多種場合，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。主要根據應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備數字測溫和控制領域。1: 技術性能描述、 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。、支持多點組網功能，多個 DS18B20 可以并聯在唯一的三線上，最