基于STM32的電子時鐘設計時鐘

設計任務：基于stm32的電子時鐘設計

設計要求：

① 通過stm32自帶的實時時鐘功能獲取時間信息

② 在OLED顯示屏上顯示日期、時、分、秒等時間信息；

③ 通過按鍵可對時間信息進行修改；

④ 具有鬧鐘設定功能。

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。

1、掌握使用KEIL MDK5進行軟件開發的具體流程；

2、掌握硬件電路的設計方法；

3、掌握STM32微控制器的程序設計及代碼編寫方法。

時鐘相當于給各部件工作的一個統一節拍、信號。單片機的時鐘頻率決定了單片機運行一個指令周期的時間，時鐘系統對各組件的統一協調工作至關重要，關系類似于脈搏對人體的影響，STM32通過這些來進行電子時鐘設計。

整個系統用stm32單片機作為中央控制器，由單片機執行采集內部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。系統設有按鍵模塊用于對時間進行調整及擴展多個小鍵盤。

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當前的時間和日期RTC模塊和時鐘配置系統(RCC_BDCR寄存器)處于后備區域，即在系統復位或從待機模式喚醒后，RTC的設置和時間維持不變。系統復位后，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，高爐水循環測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農業大棚測溫，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①、 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。② 、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℃。③、支持多點組網功能，多個DS18B20可以并聯在唯一的三線上，最多只能并聯8個，實現多點測溫，如果數量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸的不穩定。④、工作電源: 3~5V/DC（可以數據線寄生電源）⑤ 、在使用中不需要任何外圍元件。

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 BytesISP(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、全靜態操作：0Hz～33Hz、 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、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，本數字電子鐘單片機芯片選擇設計采用方案一既stm32。

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：數碼管動態顯示。動態顯示，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定度的顯示。動態顯示節省了I/O口，降低了能耗。

從節省單片機芯片I/O口和降低能耗角度出發，本數字電子鐘數碼管顯示選擇設計采用方案一，既lcd12864顯示。