【正文】 ****大學(xué)物信學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計 課 題 ：電子鐘溫度計的設(shè)計 指導(dǎo)老師：**** 姓 名： **** 學(xué) 號：**** 摘要：該設(shè)計實現(xiàn)了24小時制的時間顯示及設(shè)定、年、月、日、星期的顯示及設(shè)定、溫度的檢測及顯示等功能。設(shè)計共分為四大部分，分別是控制部分、時鐘部分、溫度檢測部分和人機(jī)交互部分。本設(shè)計采用的是STC89C51RC單片機(jī)，內(nèi)部帶有8KB的ROM，能夠存儲大量的程序，最突出特點是具有ISP在系統(tǒng)燒寫功能，使得燒寫程序更加方便。計時采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)，該芯片通過簡單的串行通信與單片機(jī)進(jìn)行通信，時鐘/日歷電路能夠?qū)崟r提供年、月、星期、日、時分、秒信息，采用雙電源供電，當(dāng)外部電源掉電時能夠利用后備電池準(zhǔn)確計時。溫度檢測采用DALLAS公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20，該芯片采用的是獨(dú)特的“一線總線”的方式與單片機(jī)進(jìn)行通信，一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點，是用戶可以輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新的概念。實時溫度采用一線總線的方式傳輸大大的提高了信號的抗干擾性，分辨率可通過軟件設(shè)置，其小巧的體積為各種環(huán)境下測量溫度提供了方便。顯示器件采用通用型1602液晶，可顯示32個字符，如果使用數(shù)碼管來做顯示器件需消耗大量的系統(tǒng)資源，因此采用低功耗的1602液晶，該液晶顯示方便，功能強(qiáng)大，完全能滿足數(shù)字萬年歷的顯示要求。關(guān)鍵詞： 單片機(jī)AT89C51 溫度傳感器DS18B20 時鐘芯DS1302 液晶160220目錄第一章 設(shè)計任務(wù)—————————————————————4第二章 電路設(shè)計 ———————————————————4 時鐘電路的設(shè)計————————————————4 溫度電路的設(shè)計————————————————5 ——————————6 ——————————————————6 ——————————————————6第3章 程序流程圖 ———————————————————7 鍵盤服務(wù)程序流程圖————————————————7 溫度采集與顯示程序流程圖————————————8第四章 模塊設(shè)計及說明 液晶顯示模塊 DS1602簡介—————————————————8 DS1602相應(yīng)功能特性介紹———————————8 DS1602液晶與單片機(jī)接口電路——————————9 DS1302特性介紹————————————————9 DS1302引腳介紹————————————————9 DS1302與單片機(jī)接口電路————————————10 DS18B2O簡介—————————————————10 單總線介紹——————————————————10 DS18B20管腳介紹———————————————10 DS18B20時序介紹————————————————10 DS18B20與單片機(jī)的接口電路——————————11 設(shè)置模塊——————————————————————11第五章 調(diào)試與驗證————————————————————11第一章 設(shè)計任務(wù)（1）能夠?qū)崿F(xiàn)時間的正確顯示，并且可以對表進(jìn)行調(diào)整。（2）能夠?qū)崿F(xiàn)年月日及星期的顯示，并且可以對日期進(jìn)行調(diào)整。（3）能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度的及時檢測，并且可以正確顯示。 (4)用protues實現(xiàn)對設(shè)計的仿真。第二章 電路設(shè)計 方案一：時鐘電路可由555定時器組成，通過555定時器構(gòu)成1Hz脈沖發(fā)生電路（如圖21），然后將脈沖機(jī)輸入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)計算生成時鐘。脈沖信號從555的3號引腳輸出，通過電阻和電容可以得到不同頻率的脈沖。其計算方法為tpl=R2C2ln2；tph=(R1+R2)C2ln2。 圖21 555秒脈沖發(fā)生電路 方案二：用單片機(jī)控制專用時鐘芯片DS1302（如圖22），通過對時鐘芯片的初始化設(shè)置、寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)等操作，實現(xiàn)對時鐘信息的獲取。 圖23 DS1302與單片機(jī)連接圖 比較：兩個方案雖然都能實現(xiàn)時鐘的功能，但是方案一由于電阻電容 及其自身的精度影響，其生成的秒脈沖精度相對差一些，且將秒脈沖信號換算成時鐘的編程也相對復(fù)雜，而方案二能夠較好地彌補(bǔ)方案一的不足。所以本設(shè)計中的時鐘電路采用方案二的設(shè)計。方案一：利用熱敏電阻對溫度特殊的溫度效應(yīng)，可以通過一個比較簡單的電路將溫度信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，為了使電壓信號更便于精確測量，可以利用運(yùn)放將電壓信號放大，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換將電壓信號送入單片機(jī)，最后通過單片機(jī)的計算得出溫度值，送入數(shù)碼管顯示。方案二：利用單片機(jī)對溫度傳感器DS18B20的控制，獲取溫度傳感器所采集的溫度信號（如圖23）。 圖23 DS18B20與單片機(jī)連接圖比較：方案一原理容易理解，但實際操作很有難度。不僅自己設(shè)計電路精度不能保證，而且外圍電路復(fù)雜，成本也較高。而由圖23可以直觀看出方案二簡單方便，且精度較高，所以本設(shè)計中的溫度檢測電路采用方案二。顯示模塊（1602液晶） AT89C51時間計算模塊設(shè)置模塊（獨(dú)立按鍵）實時溫度采集模塊DS18B20第三章 程序流程圖啟動讀取DS1302時鐘芯片讀取DS18B20溫度傳感器掃描顯示液晶暫存數(shù)組的內(nèi)容當(dāng)前工作 模式按鍵處理是否有鍵按下T0開始定時寫入液晶暫存數(shù)組 獲得按鍵減1加1 設(shè)置按鍵值返回主程序 鍵盤服務(wù)程序流程圖 溫度采集與顯示程序流程圖第四章 模塊設(shè)計及說明 液晶顯示模塊 DS1602簡介1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊 它有若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。1602的驅(qū)動電路帶有11條指令，可以很方便的控制液晶的現(xiàn)實效果如：清屏、左移右移、光標(biāo)顯示。而且1602顯示的字符在下一條指令為到來之前不會改變，也就是能夠維持顯示的字符，1602液晶占用的系統(tǒng)資源也少。在編程時必須注意1602的初始化和三個控制口的編寫，確保從DS1302和18B20中讀出的數(shù)據(jù)正確輸入。 DS1602相應(yīng)功能特性介紹n +5V電壓，對比度可調(diào)n 內(nèi)含復(fù)位電路n 提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能n 有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAMn 內(nèi)建有160個5X7點陣的字型的字符發(fā)生器CGROMn 8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM DS1602液晶與單片機(jī)接口電路 DS1302特性介紹DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與31天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能?！?。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302引腳介紹 各引腳的功能為： Vcc2：5V電源。當(dāng)Vcc2Vcc1+，由Vcc2向DS1302供電，當(dāng)Vcc2 Vcc1時，由Vcc1向DS1302供電。 XX2 是外接晶振腳 （）地（GND）CE/RST：復(fù)位腳I/O：數(shù)據(jù)輸入輸出口；SCLK：串行時鐘，輸入； Vcc1：備用電池端；DS1302通過三根口線實現(xiàn)與單片機(jī)的通信，因DS1302功耗很小，即使電源掉電后通過3V的紐扣電池仍能維持DS1302精確走時。 DS1302與單片機(jī)接口電路 DS18B2O簡介DS18B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器，采用單總線的接口方式與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20 的雙向通訊。 單總線具有經(jīng)濟(jì)性好，抗干擾能