基于单片机的多功能数字钟设计

基于单片机的多功能数字钟 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 时钟， 自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，人 们对它的功能又提出了新的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的 老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。本方案设计的多功能电 子钟除了传统的显示时间功能之外还可以测试温度、电网频率、电压、并提供了 过压报警、非接触止闹等功能。其中温度采用AD590温度传感器电路测得，非接 触止闹则采用红外控制技术实现。 方案一 基本门电路搭建 用基本门电路来实现数字钟，电路结构复杂，故 障系数大，不易调试。 方案二 单片机编程 用单片机设计电路，由于使用软硬件结合的方式，所 以电路结构简单、调试也相对方便。与第一种方案比较优点是非常明显的。我们 选择了第二种方案 方案一 热电阻测温 热电阻测量温度,精度和灵敏度都可以,但是它的电阻值与温度的线性关系不好.不便用数字的方法处理。 方案二 热电偶测温 热电偶是温度测量中应用最广泛的一种传感器 .在一般的测量和控制中,常用于中高温的温度 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 .在 测量中需要温度的冷端补偿,在数字电子中实现不方便 方案三 AD590加运算放大器 二端式半导体温度传感器 AD590的工作电压要求不高,测温的范围比较宽最重要的是它的输出电流是紧随温度变化的电流源,所以它的线性非常好.我们选择了这种方案。 方案一 取样测试。用高速的取样电压取样，可得电压的峰值与主频率， 并根据其电压大小进行相应的报警操作。此方案功能实现复杂，造价相对较高， 不适合一般的家用。 方案二 测得电压有效值 测电压的有效值的方法比较简单,可以把一段 时间内的电压的整体情况反映出来 ,但不能测出电压的瞬时变化的情况,对电网 的突然冲击不能测出. 方案三 测得峰值推得有效值。交流电经过整流滤波后得到直流电压大小 就是交流电的峰值，分压测出此电压大小，后根据交流电有效值和峰值的关系可 推得有效值。这种方案采用的电路简单，实现方便，易于调试，精度较高， 为 我们的设计采用。 方案一 声音止闹 声音代替肢体给人带来了很大便利，但是要采用声控装置不得不考虑外界噪 声对正常声音信号带来的干扰，而这一点又很难控制，因此虽然声控方便，但在 这里不太适用所以割舍。 方案二 红外止闹 红外控制技术现在已被广泛地应用到各个领域，此技术有其独特的特点，首 先操作方便抗干扰性好、探测灵敏度高、工作湿度范围宽设计电路有不太复杂， 造价也不高，由于这些特点我们选用了红外遥控来止闹。 方案一 段码显示。段码显示需要专门的驱动，增大了硬件电路，调试不易。 而且用段码表示不够直观，因此不采用这种方案 方案二 单片机控制液晶显示。控制部分集成在单片机内软件调试，硬 件集成度大，为本方案所采用。 综上所述得到以下方块图： ! 单片机 闹钟的设置 时间的设置 显示 红外线的接收 红外线的发射 A/D转换 蜂鸣器 温度检测 电网检测 液晶显示片上显示时间、电压、温度，键盘控制，键盘如下图所示： 调节 闹铃 闹铃键用来设置闹铃，闹铃响时按下闹铃键可用来止闹，平时闹铃键可用来 设置闹铃的开关，闹铃关时按下此键闹铃功能将被打开，反之闹铃功能将被关闭。 需要调节时间时，按动调节按钮，显示片上需要设置的时间值以闪烁的方式出现， 以示区别，表示当前调节内容，再次按动，跳至下个需要设置的时间值，我们可 以通过切换选择我们需要调整的时间部分，然后按“上”“下”按钮进行设定。 其中时钟部分以二十四或十二小时（AM/PM）制显示。 此外单片机还控制温度和电压的测量，通过测温端和测电压端输出的电压， 由相应的函数关系求得被测端的被测参数，然后显示在液晶显示屏上. 原理方块图： ! 温度的检测 A/D转换 单片机控制 显示温度 温度检测电路的设计，电路图如下： 测温元件使用温度传感器AD590。A/D590在0?时输出的电流I=273 uA，温度T每增加1?，I增加1u A。输出的电压变化为: Δv=1uA×R2 系统要求电压变化范围在0—5伏，可解得R2<62.5K，设计中R2采用了52K的电阻。 当温度为-10摄氏度时，要求输出电压尽量接近于0 V， U0=(It-Vcc/R1) ×R2=0 由上述公式，得R1约为56k,本设计中取R1=56.3 3.A/D转换及显示电路的设计。本设计中所采用的单片机内置十位A/D转换器,显示电路也是通过编程单片机控制，控制程序见附录。 电压测量及欠压过压报警 电压测试电路如下： 交流电经变压器后，经半波整流后分压测得电压。电路图如下： 在变压器的中线上引出15v的交流电压，经过二极管以后相当滤掉了 负向电压。当电压从峰值下降到一定程度时，电容C1开始放电。取R3*C1>60ns,电阻上得到约等于交流电峰值的直流电压，分压后测得输出电压，有电路连接和交 流电峰值、有效值的关系， 把三极管的基极接到单片机的一个控制口上，控制电容放电，保证每次的采 样结果的正确性，也可以防止放电电流对电源的影响。由于我们已经知道现在用 的是 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的电源，所以我们可以用电源的有效值计算出电压的最大值用于电压的 上下限的报警。 我们用计数器接在J2 J3两端，通过每分钟计的的高电平或低电平个数就可以得 出电网的频率。 ：我们用红外控制技术控制闹钟的关闭。发射电路如下图 发射电路 其中38khz方波发生电路由555接成，经74ls08后由三极管驱动两个发光二极管，当按钮按下时，发出控制光线。 接收电路如下图所示： 接收电路 当接收到红外信号时，OUT端产生低电平信号，传到控制端，实现止闹功能。 控制系统主要由单片机应用电路、存储器接口电路、LCD显示接口电路、键盘电路、模拟量输入输出接口电路、供电电路及程序下载和调试接口电路组成。 其中单片机应用电路是系统工作的核心，它主要负责控制各个部分协调工作.由于系统构成接口较多，为了更好的组织各个功能部件正常工作，我们选用功能强 大的AVR单片机作为主控CPU.它集各种存储器（FLASH,RAM,EEPROM）、模拟器件（A/D转换器，模拟比较器）于一体，同时还集成了各种总线控制器等数字通 信器件，是真正的片上系统(SOC).由于本系统涉及各种数字和模拟电子器件的应 用，因此使用此单片机作为本系统的主控CPU，使开发速度大大提高。 本实验需要调试的主要有两部分：温度测试部分的调试和电压测试部分的调 试 实验数据如下 温度T(?) 理论AD590输出理论电压值Ut (V) 实际电压值Uo (V) 电流（uA） 0 273 0.416 0.640 10 283 0.930 0.790 20 293 1.444 1.568 26.4 299.4 1.795 2.07 27.5 3090.5 1.852 2.10 30 303 1.985 2.35 40 313 2.471 3.130 50 323 2.985 3.312 60 333 3.499 3.845 70 343 4.013 4.378 100 373 5.62 5.98 表中AD590输出理论电流值由AD590本身的性质决定，理论电压输出则 由仿真软件仿真计算得到。可以看出，理论电压和实际电压有明显的差别，实际 输出电压高于理论算得的电压值，经不断分析测试可作如下 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ：由于系统本身 工作产生热量，使得AD590所测温度高于环境温度，但可以看出，实际电压值与 温度依然呈线性关系变化，于是对测得数据进行一元线性回归处理，用最小二乘 法求得此线性关系的斜率和初象，得到输出电压与温度变化之间的函数变化关系 如下： T=（100Uo-64）/5.34 在所得式中代入测得数据计算，其误差都不超过1摄氏度，可验证所得式的正确性。将此公式写入单片机控制程序中，就可以根据输入的电压变化得到 相应的温度值。 测输入交流电压和输出交流电压的值，调10K电位器，市的交流输入为15是电压在2.5V到3V之间。保持电位器不变化，测得输入输出电压关系，得 出相应函数关系。输入电压为十五伏时一边调电位器，一边观察输出电压。接入 输出电压的电阻为2.17时输出电压在要求范围。这时测输入电压输出电压值如 下表： 输入经变压器后的交流电压输出直流电压Uo (v) Ui’ (v) 19.7 3.64 16.3 3 15 2.71 11.7 2.12 7.1 1.25 由表中数据可得以下结论：输入和输出约成正比变化，而经变压器后的 电流是原电流的3/22，在由上述关系可得 Vi=Vo*80.2 测试过程中，经变压器后的交流电压和输出的直流电压线性关系符合得 很好,上式作为最后的结果被写在程序 这款多功能计数器采用了现在广泛使用用的单片机技术为核心，软硬件结 合，使硬件部分大为简化，提高了系统稳定性，并采用大屏幕液晶显示、红外遥 控装置和电压报警装置使人机交互简便易行，较为有效地完成了题目的要求