【正文】 武漢理工大學《專業(yè)課程設計 2》課程設計說明書 摘 要 隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術已經(jīng)普及到生活 、 工作 、 科研 等 各個領域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術 。 本文將介紹一種基于單片機控制的數(shù)字溫度計 和數(shù)字鐘， 本 數(shù)字 溫度計屬于多功能溫度計，可以 任意 設置 溫度 的 上下 限 報警 功能 ，當溫度不在設 定 范圍內時，可以報警 ；本數(shù)字鐘可以 同步 顯示時間日歷，日期和時間都可通過按鍵 校 整。本 系統(tǒng)采用的 DS1302 可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。本系統(tǒng)顯示部分 采用 LCD 液晶顯示屏顯示，可通過按鍵切換工作界面，工作方便，外形美觀。 關鍵詞 ： 單片機 AT89S52； 時間同步； DS18B20； DS1302 Abstract With the era of progress and development, singlechip technology has spread to live, work, research and other fields, has bee a relatively mature technology. This paper will introduce a singlechip microputerbased control of digital thermometer and digital clock, the digital thermometer are multipurpose thermometer, you can arbitrarily set the upper and lower limits of temperature alarm function, when the temperature range is not set, it could be reported。 the digital clock can synchronize the calendar shows the time, date and time can be through the whole school keys. The system uses the DS1302 can provide programmable powerdown to protect the charging function, and can turn off the charging function. Part of the system showed that the use of LCD liquid crystal display screen, can work through the key switch interface to facilitate the work of beautiful appearance. Key words: Single Chip AT89S52。 Time Synchronization。 DS18B20。 DS1302 武漢理工大學《專業(yè)課程設計 2》課程設計說明書 1 1 設計背景 隨著人們生活水平的不斷提高 ，單片機控 制無疑是人們追求的目標之一，它 給人帶來的方便 是不可否定的，其中數(shù)字溫度計 和數(shù)字鐘 就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活提供更好的更方便的設施就需要從單片機技術入手，一切向著數(shù)字化 、 智能化控制 的 方向發(fā)展。 本 文 所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準確 度高 ，其輸出溫度 采用數(shù)字顯示，主要 適 用于對測溫 要求比較 準確的場所 或科研實驗室 ；本 文 所介紹的數(shù)字鐘采用了 低功耗實時時鐘電路 DS1302，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N 功能。同時可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。 本系統(tǒng)選用 低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器 AT89S52 作 為控制核心 ， 采用 溫 度傳感器 DS18B20 準確測量溫度 ， 采用液晶顯示屏 LCD1604 顯示 實時溫度 和 同步的時間日歷。經(jīng)過反復測試，本系統(tǒng) 能準確 完成各項功能。 武漢理工大學《專業(yè)課程設計 2》課程設計說明書 2 2 方案 論證 系統(tǒng) 總體 設計方案論證 方案一 采用熱敏電阻的感溫效應測量溫度，采用 LED 數(shù)碼管顯示 實時溫度 和 同步的時間日歷 。 本系統(tǒng)的 測溫電路可使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，將隨被 測溫度變化的電壓 值 或電流 值 進行 采集， 經(jīng)過 A/D 轉換后 用單片機進行數(shù)據(jù) 處理， 然后用 LED 數(shù)碼管將被測溫度顯示出來 。 這種設計 方案 需要用到 A/D 轉換電路， 其 感溫電路比較 繁雜 ，采用LED 數(shù)碼管顯示時間日歷至少需要 8 位數(shù)碼管 ， 顯示 電路繁雜，能量損耗大 。 方案二 采用溫度傳感器 DS18B20 測量 溫度，采用 LCD 液晶顯示屏顯示 實時溫度和同步的時間日歷 。本系統(tǒng)可 考慮 選 用 一只溫度傳感器 DS18B20， DS18B20 不僅可以很容易直 接讀取被測溫度值 進行顯示，而且溫度傳感器 DS18B20 具有 獨特的一線接口，只需要一條 口線就可多點通信，無需外部元件，簡化了分布式溫度傳感應用。本系統(tǒng)采用 液晶顯示屏LCD1604 顯示 實時溫度和同步的時間日歷 ， 電路簡單 ， 功耗低，顯示信息量大， 顯示質量高，顯示 界面美觀、友好，可以很好的 滿足設計要求 。 綜上所述，方案一的感溫電路和顯示電路設計繁雜，能量損耗大；方案二的設計 電路簡單，顯示界面美觀、友好 ，并且軟件設計也比較簡單，所以本系統(tǒng)選用 方案二 實現(xiàn) 實時溫度和同步的時間日歷 的顯示功能 。 系統(tǒng) 總體設計框圖 數(shù)字 溫度計 和數(shù)字鐘 電路 的 總體設計方框圖如圖 1 所示 。 圖 1 總體設計 方框圖 主 控 制 器 LCD顯 示 溫 度 傳 感 器 單片機復位 時鐘振蕩 掉電保護電路 武漢理工大學《專業(yè)課程設計 2》課程設計說明書 3 本系統(tǒng) 控制器采用單片機 AT89S52，溫度傳感器采用 DS18B20， 采 用 DS1302 實現(xiàn)掉電 充電 功能，用液晶顯示屏 LCD1604 顯示 實時溫度和同步的時間日歷 。 主控制器 單片機 AT89S52 具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設計使用 ， 系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 顯示電路 顯示電路采用 液晶顯示屏 LCD1604 進行顯示 ， 單片機從 P0 口 傳輸 溫度 和 時間 數(shù)據(jù)驅動 LCD1604 進行顯示 。 LCD1604 的接口定義如表 1 所示。 表 1 LCD1604 的接口定義 引腳號 標識 說明 PIN1 GND 接 0V PIN2 VCC 接 PIN3 V0 對地接電阻 4702K PIN4 RS RS=0，指令寄存器； RS=1，數(shù)據(jù)寄存器 PIN5 R/W R/W=0，寫； R/W=1，讀 PIN6 E 允許信號 PIN7 D0 數(shù)據(jù) 0 PIN8 D1 數(shù)據(jù) 1 PIN9 D2 數(shù)據(jù) 2 PIN10 D3 數(shù)據(jù) 3 PIN11 D4 數(shù)據(jù) 4 PIN12 D5 數(shù)據(jù) 5 PIN13 D6 數(shù)據(jù) 6 PIN14 D7 數(shù) 據(jù) 7 PIN15 LED+ 背光正極，接 5V PIN16 LED 背光負極，接 0V LCD1604 顯示字符或漢字的原理如下。 ( 1 ) 線段的顯示 點陣圖形式液晶由 M*N個顯示單元組成，假設 LCD顯示屏有 64行，每行有 128列，每 8列對應 1字節(jié)的 8位，即每行由 16字節(jié)，共 16*8=128個點組成，屏上 64*16個顯示單元與顯示 RAM區(qū) 1024字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。例如屏的第一行的亮暗由 RAM區(qū)的 00H~00FH的 16字節(jié)的內容決定，當 (000)=FFH時，如屏的左上角顯示一條短亮線，長度為 8個點；當 (3FFH)=FFH時，則顯示屏的右下角顯示一條短亮線；當(000H)=FFH， (001H)=00H， (002H)=FFH， (003H)=00H， ? (00EH)=FFH， (00FH)=00H時，武漢理工大學《專業(yè)課程設計 2》課程設計說明書 4 則在屏的頂部顯示一條由 8段亮線和 8段暗線組成的虛線。 ( 2 ) 字符的顯示 用 LCD顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由 6*8或 8*8點陣組成，既要找到和顯示屏上某幾個位置對應的顯示 RAM區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同的位為 “1”，其它的為“0”，為 “1”的點亮，為 “0”的不亮，這樣就組成某個字符。但 若 內帶字符發(fā)生器 則 可工作在文本方式， 根據(jù) 行列號及每行的列數(shù)找出 對應 RAM地址，光標 處 送上字符對應的代碼即可。 ( 3 ) 漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼，每個漢字占 32B，分左右兩半