【正文】 展，開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制更先進(jìn)的單片測(cè)溫系統(tǒng)已是刻不容緩[7]。智能溫度傳感器內(nèi)部一般包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。DSl8B20 集溫度測(cè)量和A/D 轉(zhuǎn)換于一體，直接輸出數(shù)字量，傳輸距離遠(yuǎn)，可以很方便地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量，硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與單片機(jī)接口幾乎不需要外圍元件[5]。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)或者數(shù)碼管顯示技術(shù)[4]。 電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法有多種，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘，還可以利用對(duì)單片機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)電子鐘。因此，研究數(shù)字時(shí)鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。由于模擬式溫度傳感器輸出的模擬信號(hào)必須經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后才能與單片機(jī)等微處理器接口進(jìn)行讀寫(xiě)的操作，所以硬件電路會(huì)比較復(fù)雜，成本較高。多功能電子時(shí)鐘除了具有時(shí)鐘的功能外還可以包含對(duì)環(huán)境溫度檢測(cè)的功能。 You can set year, month and time alarm clock through the four the real time reach to the time clock，the system will warn automatically. The +5V power of the system is supplied by LM1117 voltage conversion device. The 12V voltage get from power adapter was transformed directly into 5V voltage for the system. The download of the process is acplished ?through the PZISP software made by Puzhong technology pany. After testing, the system can plete the scheduled function normally.【key words】electronic clock；MCU；DS12887；DS18B20目 錄第一章 緒論 1 1 1第二章 總體方案 4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 4 系統(tǒng)硬件描述 4 系統(tǒng)軟件描述 4 設(shè)計(jì)流程和預(yù)期成果 5第三章 硬件設(shè)計(jì) 6 硬件芯片介紹 6 單片機(jī)STC89C52 6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS12887 10 溫度傳感器DS18B20 14 液晶顯示屏LCD1602 18 系統(tǒng)硬件架構(gòu) 20 單片機(jī)最小系統(tǒng) 21 時(shí)鐘模塊 23 溫度傳感器模塊 24 液晶顯示模塊 25 按鍵模塊 26 蜂鳴器報(bào)警模塊 27第四章 軟件設(shè)計(jì) 29 軟件設(shè)計(jì)總體說(shuō)明 29 主程序軟件實(shí)現(xiàn) 29 29 30 DS18B20模塊軟件實(shí)現(xiàn) 32 DS18B20模塊子程序流程圖 32 DS18B20模塊子程序代碼 32 LCD1602模塊軟件實(shí)現(xiàn) 35 LCD1602液晶顯示模塊子程序流程圖 35 LCD1602液晶顯示模塊子程序代碼 36 DS12887模塊軟件實(shí)現(xiàn) 39 DS12887模塊子程序流程圖 39 DS12887模塊子程序代碼 40 報(bào)警模塊軟件實(shí)現(xiàn) 51 報(bào)警模塊子程序流程圖 51 報(bào)警模塊子程序代碼 52第五章 系統(tǒng)調(diào)試 56 最小系統(tǒng)的調(diào)試 56 液晶顯示模塊和蜂鳴器報(bào)警模塊的調(diào)試 56 整體調(diào)試 56 實(shí)物圖 56第六章 總結(jié) 58致 謝 59參考文獻(xiàn) 60附錄A 電路原理圖 61附錄B 程序頭文件 62第一章 緒論20世紀(jì)末，電子技術(shù)得到了極速的發(fā)展，毫無(wú)疑問(wèn)，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品以及各種高科技產(chǎn)品幾乎滲透到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，這有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度以及綜合科技水平的提高，但產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率也越來(lái)越快。【關(guān)鍵詞】電子時(shí)鐘；單片機(jī)；DS12887；DS18B20； Design of Multifunction Clock Based on 51 MCU【Abstract】Digital electronic本文以STC89C52為核心控制芯片，DS12887為時(shí)鐘芯片，DS18B20為溫度傳感器，通過(guò)液晶顯示器LCD1602實(shí)時(shí)顯示時(shí)間及溫度，通過(guò)按鍵設(shè)置年月日和星期以及定時(shí)鬧鐘，定時(shí)鬧鐘時(shí)間到自動(dòng)發(fā)出警報(bào)?；?1單片機(jī)的多功能電子鐘設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中文題目 基于51單片機(jī)的多功能電子鐘設(shè)計(jì)英文題目 Design of MultifunctionClock Based on 51 MCU系 別：電子與電氣工程系年級(jí)專業(yè)：07級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化姓 名：阮志聰學(xué) 號(hào)：20070621236指導(dǎo)教師：劉 陽(yáng)職 稱：講 師2011年 5月 24日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信聲明書(shū)本人鄭重聲明：在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作中嚴(yán)格遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范；我所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在劉陽(yáng)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立研究、撰寫(xiě)的成果，設(shè)計(jì)（論文）中所引用他人的文字、研究成果，均已在設(shè)計(jì)（論文）中加以說(shuō)明；在本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中未剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果，未篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)的+5V電源采用LM1117電壓轉(zhuǎn)換元件，將電源適配器轉(zhuǎn)換得到的12V電壓直接變成5V電壓供系統(tǒng)使用。clock is隨著科技的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步和全球化競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，人們對(duì)數(shù)字鐘的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不能滿足人們的需求。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)。而以DS18B20為代表的新型單線總線數(shù)字式溫度傳感器集溫度測(cè)量和A/D轉(zhuǎn)換于一體，這類傳感器可以直接輸出數(shù)字量，同時(shí)與單片機(jī)接口電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，可以廣泛用于距離遠(yuǎn)、節(jié)點(diǎn)分布多的場(chǎng)合，具有較強(qiáng)推廣應(yīng)用價(jià)值。數(shù)字電子時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。其中，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子時(shí)鐘具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程靈活、便于功能擴(kuò)展等特點(diǎn)。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要檢測(cè)溫度。 智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器）是上世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器。在日常生活和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，我們時(shí)常會(huì)遇到對(duì)時(shí)間和溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求。由于DS12887時(shí)鐘芯片內(nèi)含一個(gè)鋰電池，所以斷電情況可以運(yùn)行十年以上不丟失數(shù)據(jù)，重新上電后不用校正時(shí)鐘。 系統(tǒng)軟件描述系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)三部分功能：時(shí)鐘部分實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒、星期顯示和設(shè)置、鬧鐘功能；溫度測(cè)量部分實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度測(cè)量及顯示；鍵盤(pán)部分主要為時(shí)鐘和鬧鐘設(shè)置；功能整體程序流程框圖如圖22所示。本設(shè)計(jì)能達(dá)到以下結(jié)果： 1）顯示年、月、日、星期等日歷相關(guān)信息。 4）實(shí)時(shí)溫度顯示。表31 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫(xiě)Flash ROM32個(gè)雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率024MHz2個(gè)串行中斷可編程UART串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能（二）STC89C52各管腳介紹STC89C52各管腳如圖31所示。PO口(Pin39～Pin32)：～。P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。RST——復(fù)位輸入。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無(wú)效。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 下面說(shuō)明管腳功能： 圖32 DS12887管腳圖GND：電源地VCC：直流電源+5V電壓。 DS(數(shù)據(jù)選通或讀輸入)：該引腳有兩種操作模式，視該芯片是出于MOTOROLA模式或者INTEL模式，當(dāng)使用MOTOROLA時(shí)序時(shí)，DS是一正脈沖，出現(xiàn)在總線周期的后段，稱為數(shù)據(jù)選通；若為INTEL時(shí)序，DS稱作(RD)，RD與典型存貯器的允許信號(hào)(OE)的定義相同。 R/W(讀/寫(xiě)輸入)：R/W管腳同樣也有兩種操作模式。（三）DS12887的內(nèi)部功能(1) 地址分配圖s內(nèi)不會(huì)發(fā)生。 DV0，DV1，DV2：用于晶振和復(fù)位分頻鏈的開(kāi)啟。 RS3，RS2，RS1，RS0：頻率選擇位，通過(guò)這四個(gè)位用戶可以： d 二者都不允許●寄存器B 表34 DS12887寄存器BSET：此位為0，時(shí)間更新正常進(jìn)行，每秒計(jì)數(shù)走時(shí)一次，當(dāng)此位為1，時(shí)間更新被禁止，程序可對(duì)芯片進(jìn)行初始化的操作和編程。 PIE：周期中斷允許位，PIE為1，則允許以選定的頻率拉低IRQ管腳，PIE為0，則禁止中斷。 AIE：定時(shí)鬧鐘中斷允許位，AIE為1，允許中斷，否則禁止中斷。當(dāng)下列表達(dá)式中一個(gè)或多個(gè)為真時(shí)，置1。 PF=PIE=1；AF=AIE=1；UF=UIE=1；PIE+AF AF：定鬧中斷標(biāo)志位，只讀，AF為1表明現(xiàn)在時(shí)間與定鬧時(shí)間匹配。 VF：更新周期結(jié)束標(biāo)志位。具有全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出，單總線數(shù)據(jù)通信，最高12 位分辨率，檢測(cè)溫度范圍大的特征，是開(kāi)發(fā)溫度相關(guān)產(chǎn)品的很好的選擇。圖34 DS18B20原理圖DS18B20引腳定義：同時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位到一個(gè)值，這個(gè)值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來(lái)補(bǔ)償感溫振蕩器的拋物線特性。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時(shí)知道在給定溫度下計(jì)數(shù)器的值和每一度的計(jì)數(shù)值。DS1820 測(cè)溫范圍55℃~+125℃，℃遞增。圖37中，DS18B20采用寄生電源方式，其VDD和GND均接地，而圖38中，DS18B20采用外接電源方式。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用字符型液屏顯示模塊LCD1602 作為顯示器件，這樣不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，而且極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。表37 LCD1602管腳功能表（1）基本操作時(shí)序：LCD1602 讀寫(xiě)操作時(shí)序總體上來(lái)說(shuō)是比較簡(jiǎn)單的，掌握其有兩種方法：一種是直接看時(shí)序圖，另外一種方法是直接記憶和總結(jié)讀寫(xiě)時(shí)電平高低和變化。本設(shè)計(jì)的電路模塊可以分為單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊，時(shí)鐘模塊，溫度傳感器模塊，液晶顯示模塊，按鍵模塊，蜂鳴器報(bào)警模塊。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。單片機(jī)晶振兩個(gè)電容的作用：這兩個(gè)電容叫晶振的負(fù)載電容，分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容，一般在幾十pf。 圖310 復(fù)位電路圖無(wú)論使用哪種類型的單片機(jī)，總要涉及到單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)．而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性．許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng)，并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后，在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象，這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的[16]。單片機(jī)復(fù)位電路主要有四種類型：微分型復(fù)位電路；積分型復(fù)位電路；比較器型復(fù)位電路；看門(mén)狗型復(fù)位電路[17]。因此R/W和DS引腳也為對(duì)應(yīng)INTEL的操作模式。溫度傳感器模塊電路如圖313所示。圖314 液晶顯示模塊 按鍵模塊74LS21芯片為兩組 4 輸入與門(mén)（正邏輯）。四個(gè)按鍵中S1為切換鍵，S2為設(shè)定鍵，S3為上調(diào)鍵，S4下調(diào)鍵。 報(bào)警模塊電路如圖316所示。[20]系統(tǒng)中有四個(gè)按鍵，即：設(shè)置鍵S切換鍵S上調(diào)鍵S下調(diào)鍵S4。 主程序軟件實(shí)現(xiàn)圖41 主程序流程圖void main(){ lcd_init()。 //設(shè)置禁止 while(1) { if ( enable_play_song ) //鈴聲使能 { play_song()。 //顯示日歷及溫度 if (enable_set) //設(shè)置使能 { delay (100)。 //延時(shí)100ms date_time[TIME_SIGN_POS] = 39。 //延時(shí)200ms flash_time_sign ()。i125。 while(i0) i。}void rxwait(void){ uint i。 while (i0) i。 i++。 b=dq。}uchar rdbyte(void){ uchar i,j,b。i++){ j=rdbit()。 uchar j。j++) { btmp=bamp。 i++。 while (i0) i。 dq=1。