stm32电子钟设计课程设计报告

成绩

课程论文

题目：基于STM32的多功能电子时钟

学生姓名：梁健

学生学号： 1008050120

系别：电气信息工程系

专业：电子信息科学与技术

年级： 2010级

任课教师：郑晓东

电气信息工程学院制

2013年3月

基于stm32的多功能电子时钟

学生：梁健指导教师：郑晓东

电气信息工程学院电子信息科学与技术专业

一、设计任务与要求 (5)

1、设计任务 (5)

2、设计要求 (5)

二、方案设计与论证 (5)

1、单片机芯片选择方案 (7)

2、显示选择方案 (7)

三、硬件单元电路设计与参数计算 (8)

1、电源电路 (8)

2、按键电路 (8)

3、rtc时钟 (9)

4、12864显示电路 (9)

5、温度传感器模块 (10)

四、软件设计与流程图 (10)

1、主程序流程图 (10)

2、显示子程序流程图 (12)

3、按键子程序流程图 (14)

五、总原电路及元器件清单 (16)

1．总原理图 (16)

六、元器件清单 (26)

七、主程序 (26)

八、参考文献 (30)

摘要:本论文基于单片机原理技术介绍了一款于stm32芯片作为核心控制器的单片机数字电子钟的设计与制作，包括硬件电路原理的实现方案设计、软件程序编辑的实现、数字电子钟正常工作的流程、原理图仿真实现、硬件实物的安装制作与硬件实物的调试过程。该单片机数字电子钟采用stm32自带的RTC,用lLCD12864能够准确显示时间（显示格式为：年月日时分秒），可随时进行时间调整，时间可采用12 小时制显示或24 小时制显示，用12864做成菜单形式，闹铃提醒，可按自己的要求设置扩展的小键盘个数,并增加温度显示。

关键词：单片机、数字电子钟、LCD12864、STM32、RTC，温度传感器

一、设计任务与要求

1、设计任务

用STM32设计一个数字电子钟，采用LCD12864来显示并修改，时间或闹铃。

2、设计要求

（1）显示格式为：XX\XX\XX XX\XX\XX 即：年\月\日时\分\秒。

（2）具有闹铃功能。

（3）按键改变时间。

（4）按键改变闹铃。

（5）温度的显示。

二、方案设计与论证

整个系统用stm32单片机作为中央控制器，由单片机执行采集内

部rtc值，时钟信号通过单片机I/O口传给LCD12864，单片机模块

控制驱动模块驱动显示模块，通过显示模块来实现信号的输出、

LCD12864的显示及相关的控制功能。系统设有按键模块用于对时间

进行调整及扩展多个小键盘，系统整体框图如图1所示。

图1 系统整体框图

1、单片机芯片选择方案

方案一：stm32是一个低功耗，高性能32位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash 只读程序存储器。主要性能有：与MCS-51单片机产品兼容、全静态操作：0Hz～33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符、易编程。

方案二：AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）。主要性能有：兼容MCS51指令系统、32个双向I/O口、256x8bit内部RAM、3个16位可编程定时/计数器中断、时钟频率0-24MHz、2个串行中断、可编程UART串行通道、2个外部中断源、6个中断源、2个读写中断口线、3级加密位、低功耗空闲和掉电模式、软件设置睡眠和唤醒功能。

从单片机芯片主要性能角度出发，本数字电子钟单片机芯片选择设计采用方案一既stm32。

2、显示选择方案

方案一：lcd1286。显示质量高，没有电磁辐射，可视面积大，应用范围广，画面效果好，数字式接口，”身材”匀称小巧，功耗小。

方案二：数码管动态显示。动态显示，即各位数码管轮流点亮，对于显示器各位数码管，每隔一段延时时间循环点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但须保证扫描速度足够快，人的视觉暂留功能才可察觉不到字符闪烁。显示器的亮度与导通电流、点亮时间及间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。

从节省单片机芯片I/O口和降低能耗角度出发，本数字电子钟数码管显示选择设计采用方案一，既lcd12864显示。

三、硬件单元电路设计与参数计算

1、电源电路

本数字电子钟设计所需电源电压为直流、电压值大小5V的电压源。从硬件实物设计简易程度与经费方面考虑，用两节电压值大小2.5V干电池与电路电压源引脚相连接即可达到硬件设计要求。即本数字电子钟设计用两节电压值大小2.5V干电池做硬件电路电压源。

2、按键电路

本数字电子钟设计所需按键用于进行显示时间的调整与设置扩展的小键盘。

单片机芯片4个I/O口可与按键直接相连，通过编程，单片机芯片即可控制按键接口电平的高低，即按键的开与关，以达到用按键进行显示时间的调整与设置扩展的小键盘的设计要求。

3、rtc时钟

Stm32自带rtc模块，实时时钟是一个独立的定时器。RTC模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期RTC模块和时钟配置系统(RCC_BDCR寄存器)处于后备区域，即在系统复位或从待机模式唤醒后，RTC的设置和时间维持不变。系统复位后，对后备寄存器和RTC的访问被禁止，这是为了防止对后备区域(BKP)的意外写操作。在RTC预分频器余数寄存器(RTC_DIVH / RTC_DIVL)赋值可改变时间，在RTC闹钟寄存器(RTC_ALRH/RTC_ALRL)中改变闹铃时间。

4、12864显示电路

数字电子钟设计的显示模块用8个一位数码管实现，也可用两个四位一体数码管实现。两种实现方式实现效果一样。从实物制作的难易程度出，本数字电子钟设计采用两个四位一体数码管实现。即数