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cpld多功能，数字钟时钟，电赛，电子大赛，电子设计，报告书1.doc

发布时间：2022-06-16 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.30M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    作品名称： 多功能数字时钟 申报者信息： 作品类别：第四类电子测量装置类
    目录 一、引言 二、方案设计 三、总体设计 四、单元电路（或软件模块）设计 五、单元电路测试 六、整体测试 七、结论 八、附录 九、参考文献
    一． 引言 本产品为多功能数字钟，其主要功能为显示时间与温度，通过 开关手动切换，数字显示镶嵌在废旧木板上，突出环保与废物 利用的特点，与构建节约型社会相符合。 二． 方案设计 1. 方案选择 为实现本题目要求可以采用如下几种方案： 一、数字钟可选方案： （1）运用单片机进行数字钟设计，采用 EMP240T100C5 进行 编程设计。 （2）运用单片机作为中央处理器，STC89C52RC 进行编程控 制。 二、温度测量电路可选方案： （1）采用集 A/D 转换、译码与驱动于一身的多功能芯片 7106，利用它来进行 A/D 转换、译码驱动一个 3 位半的液 晶显示器，用以显示当前温度值。模拟信号经电阻 R12 由 30、31 管脚输入，由芯片内部的双斜积分电路进行 A/D 转 换，0~199.9mV 的电压可得到 1~1999 的数字，再经译码 电 路输出 3 位半的 7 段译码信号，并驱动 3 位半液晶显示器 显示当前温度值。 1
    （2）利用 MSP430 来测量电阻，就可以通过斜率技术而不使 用 A／D 转换电路，处理起来简单易行。对于这种技术，可以使用 MSP430 系列芯片上的比较器和时钟来完成斜率的 A／D 转换。 本系统的具体温度测量是应用电容充放电把被测电阻值转换 成时间，再利用 MSP430 内部的捕获比较寄存器准确捕捉时 间，从而测量出热敏电阻的阻值，以间接获得温度值。 （3）利用 AD590 随温度变化产生不同输出电压特性进行测试 温度值/℃ AD590 电流/μA 经 10k Ω 电 压 放 大 器 输 出 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 237.2 283.2 293.2 303.2 313.2 323.2 333.2 343.2 353.2 363.2 373.2 V0/V 0 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 3.43 3.92 4.41 4.90 V/V 2.732 2.832 2.932 3.032 3.132 3.232 3.332 3.432 3.532 3.632 3.732 2
    附图：各温度与电流电压参考关系表 图 8：温度对电压影响曲线 （4）利用单片机 STC89C52RC 为处理器，通过 DS18B20 处理 温度信号为电信号，从而测出温度值。 2．方案确定 对于数字钟模块设计由于 EMP240T100C5 造价过高，不符合本品 节能环保的要求，因此选择单片机控制实现数字计时功能 对于温度测量模块设计由于方案一造价较高，方案二测量范围较 小，方案三测量精度低，因此方案四相比较而言更加优异，因此本小 组选择方案四作为实现该题目的最佳方案。 3．理论分析与方案论证 本方案数字钟模块核心为单片机控制，进行计数调时，最后由自 制 LED 数码管，进行输出。 3
    本方案温度模块核心为单片机控制，通过温度传感器感受外界温 度从而产生电流电压变化，经放内部温度报警触发器处理后向单片机 输出温度值，单片机对数据的分析从而通过外接自制 LED 数码管进行 外界温度显示。 DS18B20 具有独特的一线接口，只需要一条口线通信多点能力， 简化了分布式温度传感应用无需外部元件可用数据总线供电，电压范 围为 3.0 V 至 5.5 V 无需备用电源测量温度范围为-55°C 至+125 ℃ 。 华氏相当于是-67°F 到 257 华氏度-10°C 至+85°C 范围内精度为 ±0.5°C DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位光刻 ROM，温度传感 器，温度报警触发器 TH 和 TL,配置寄存器存储器包括高速暂存器 RAM 和可电擦除 RAM，可电擦除 RAM 又包括温度触发器 TH 和 TL，以及一 个配置寄存器。存储器能完整的确定一线端口的通讯，数字 开始用 写寄存器的命令写进寄存器，接着也可以用读寄存器的命令来确认这 些数字。当确认以后就可以用复制寄存器的命令来将这些数字转移到 可电擦除 RAM 中。 当修改过寄存器中的数时，这个过程能确保数字 的完整性。 图：DS18B20 内部结构 4
    字节（从低到高） 寄存器内容 1 2 3 4 5 6 7 8 9 温度值低 8 位 温度值高 8 位 高温限值 TH 低温限值 TL 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 校验 附图 1：高速存储 RAM 内容 四、总体设计 工作流程： （一）温度显示模块 总体流程：系统上电→温度传感器接收外接温度信号→传感器将 温度信号转换为电流电压→单片机信号处理→单片机输出控制信号 →自制 LED 数码管显示温度 5
    单片机流程图： 开始 系统初始化 调显示子程序 1s 到否 Y 是初次上电否 N N Y 读温度值温度计算 处理显示数据刷新 温度转换开始 图 2：单片机流程图 6
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