红外遥控数字钟

编号：
智能电子综合实训(论文)
说明书
题目：红外遥控数字钟
院（系）：应用科技学院
专业：电子信息工程
学生姓名：蒋贤勇
学号：0701130431
指导教师：陈小毛、严素清、班立新、童有为
2011年1月6日
摘要
本次实训设计一个红外遥控数字钟，利用STC89C52单片机设计了一款具有时钟万年历、温度、闹铃并可用红外遥控器进行时间、日历、温度上线限、闹铃开关及时间设置以及多供电方式等功能的红外遥控多功能数字钟。

液晶显示采用蓝屏12864或1602，界面清晰美观大方。

红外遥控及检测部分由（38k）小型红外20键发射模块及一体化接收头组成，操作简单方便，操作距离空旷地可达8m。

时钟模块采用DS1302为时钟源，温度模块为DS18B20温度传感器，电源模块由二极管整流桥、变压器以及稳压芯片
LM7805供电同时也可以利用电源适配器同过104p电容去纹波供电。

关键字：STC89C52；红外遥控；时钟万年历；12864液晶；DS1302为时钟源
Abstract
This training to design a digital clock infrared remote control, using a paragraph STC89C52 SCM design with clock calendar, temperature, alarm and use infrared time, calendar, temperature on-line limit and the alarm switch and time setting, and many power-supply modes, etc. Function of infrared remote control multi-function digital clock. LCD display using CHKDSK 12864 or 1602, interface clear beautiful and dignified. Infrared remote control and testing part 38k) by (small infrared 20 key blast-off module and integration receiving head composition, easy to operate, operating distance clearing can reach 8m. The clock DS1302 module USES for clock source, temperature, the temperature sensor DS18B20 module for power supply module by diode rectifier bridge, transformers and avr microchip LM7805 power also can use the power adapter with 104p capacitor to the ripple power supply.
Key word:STC89C52; Infrared remote control; Clock calendar;12864 LCD; DS1302 for clock source.
目录
引言
随着生活水平的提高，人们越来越追求人性化的事物，传统的时钟已不能满足人们的需求。

现代的红外数字钟不仅需要数字电路技术而且需要模拟电路技术和单片机技术，增加了数字钟的功能。

其电路可以由芯片控制模块、实时时钟模块、红外遥控模块、人机接口模块、报警模块等部分组成。

红外遥控数字钟是实现对时,分,秒.数字显示的计时装置及可实现遥控调整时间的功能,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。

诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。

因此，研究红外遥控数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

1 设计方案
采用STC89C52为主控芯片、DS1302为时钟源、DS18B20为温度传感器、（38k）小型红外20键发射模块为红外发射模块、一体化红外接收头位红外接收模块、显示模块利用蓝屏的12864液晶，同时配上带变压器，整流桥，稳压芯片LM7805的电源模块和带电源适配器（或USB接头）及去纹波电路的备用电源模块。

图1.1
2硬件设计电路
2.1主控制器模块
以STC89C52为主控芯片构成最小系统，包括STC89C52、复位电路、晶振电路、电源接口及I/O口的上拉及输出接口。

图2.1
2.1.1 AT89C52简介
AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能的CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256 bytes的随即存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准的MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。

AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

2.1.2 AT89C52主要性能参数：
1．与MCS－51产品指令和引脚完全兼容
2．具有8k字节可重擦写Flash闪速存储器
3．1000次擦写周期
4．全静态操作：0Hz－24MHz
5．三级加密程序存储器
6．256×8字节内部RAM
7．32个可编程I/O口线
8．3个16位定时器/计数器
9．8个中断源
10．低功耗空闲和掉电方式
11．可编程串行UART通道
2.1.3 AT89C52单片机的功能特性概述：
AT89C52提供以下标准功能：8k字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路。

同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。

2.1.4 MCS－51单片机的中断系统
（1）中断源
MCS－51单片机是一个多中断源的单片机，有五个中断源：外部
中断0、定时器0中断、外部中断1、定时器1中断和串行接收或发送中断。

各中断源的中断处理程序入口地址如下表2－1所示：
表2－1 中断向量表
（2）中断控制
1．中断的开放或禁止是由中断允许寄存器IE控制的。

IE的格式如下：
EA－中断总允许位。

EA＝1，开放总中断，而各个中断源的中断请求是允许还是禁止，分别由各自的中断允许位确定；EA=0，禁止一切中断。

ES－串行口中断允许位。

ET1和ET0分别是定时器T1和T0的中断允许位。

EX1和EX0分别是外部中断1（INT1）和外部中断0（INT0）的中断允许位。

以上五个中断允许位的意义是：0为禁止中断,1为允许中断。

2.2 时钟和温度模块
时钟和温度模块由时钟芯片DS1302外加32.768k的晶振构成时钟源，由DS18B20温度传感器采集温度信息。

图2.2
2.2.1 DS1302芯片
DS1302时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM。

它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。

实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。

对于小于31天的月和月末的日期自动进行调整，还包括闰年校正的功能。

时钟的运行可以采用24h或带AM（上午）/PM（下午）的12h格式。

采用三线接口与CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。

DS1302有主电源/后备电源双电源引脚：Vcc1在单电源与电池供电的系统中提供电源，并提供低功率的电池备份；Vcc2在双电源系统中提供主电源，在这种运用方式中Vcc1连接到备份电，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。

DS1302由Vcc1或Vcc2中较大者供电。

当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电；当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。

2.2.2 DS1302的性能特性：
1．实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数；
2．用于高速数据暂存的31×8位RAM
3．最少引脚的串行I/O；
4．2.5～5.5V电压工作范围；
5．2.5V时耗电小于300nA；
6．用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方式；
7．简单的3线接口
8．可选的慢速充电（至Vcc1）的能力
2.2.3 DS1302数据操作原理
DS1302在任何数据传送时必须先初始化，把RST脚置为高电平，然后把8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在SCLK的上升沿被输出。

无论是读周期还是写周期，开始8位指定40存器中哪个将被访问到。

在开始8个时钟周期，把命令字节装入移位寄存器之后，另外的始终周期在读操作时输出数据，在写操作时写入数据。

时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8，在多字节方式下为8加字节数，最大可达248字数。

如果在传送过程中置RST脚为低电平，则会中止本次数据传送，并且I/O引脚变为高阻态。

上电运行时，在Vcc≧ 2.5V之前，RST脚必须保持低电平。

只有在SCLK 为低电平时，才能将RST置为高电平。

DS1302的引脚及内部结构图如图2.1所示，表2.1为各引脚的功能。

图2.3
图2.4 DS1302引脚图及内部结构
图2.5 DS1302的控制字
DS1302的控制字如图2.5所示。

控制字节的最高有效位（位7）必须是逻辑1；如果它为0。

则不能把数据写入到DS1302中。

位6如果为0。

则表示存取日历时钟数据；为1表示存取RAM数据。

位5～1（A4～A0）指示操作单元的地址。

最低有效位（位0）如为0，表示要进行写操作；为1表示进行读操作。

控制字节总是从最低位开始输入/输出。

为了提高对32个地址的寻址能力（地址/命令位1～5 = 逻辑1），可以把时钟/日历或RAM寄存器规定为多字节（burst）方式。

位6规定时钟或RAM，而位0规定读或写。

在时钟/日历寄存器中的地址9～31或RAM寄存器中的地址31不能存储数据。

在多字节方式中，读或写从地址0的位0开始。

必须按数据传送的次序写最先的8个寄存器。

但是，当以多字节方式写RAM时，为了传送数据不必写所有31字节，不管是否写了全部31字节，所写的每一字都将传送至RAM。

表2-2 DS1302引脚功能
图2.6 DS1302数据读/写时序
DS1302共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式。

其日历、时间寄存器及其控制字见表2.2，其中奇数为读操作，偶数为写操作。

时钟暂停：秒寄存器的位7定义位时钟暂停位。

当它为1时，DS1302停止振荡，进入低功耗的备份方式。

通常在对DS1302进行写操作时（如进入时钟调整程序），停止振荡。

当它为0时，时钟将开始启动。

AM-PM/12-24[小]时方式：[小]时寄存器的位7定义为12或24[小]时方式选择位。

它为高电平时，选择12[小]时方式。

在此方式下，位5是AM/PM位，此位是高电平时表示PM，低电平表示AM。

在24[小]时方式下，位5为第二个10[小]时位（20～23h）。

表2-3 内部寄存器地址和内容
DS1302的晶振选用32.768kHz，电容推荐值为6pF，因为振荡频率较低，也可以不接电容，对记时精度影响不大。

2.3 红外和报警模块
红外和报警模块由三极管驱动蜂鸣器构成，红外接收部分由一体化红外接收头构成。

图2.7
2.4 显示模块
显示模块由LCD12864构成。

图2.8
2.5 电源模块
电源模块由二极管构成的整流桥将变压器转化的电压整流后由稳压芯片LM7805稳压为5V供电。

图2.9。