【正文】 展，開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡傳感器、研制更先進的單片測溫系統(tǒng)已是刻不容緩[7]。智能溫度傳感器內部一般包含溫度傳感器、A/D轉換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。DSl8B20 集溫度測量和A/D 轉換于一體，直接輸出數(shù)字量，傳輸距離遠，可以很方便地實現(xiàn)多點測量，硬件電路結構簡單，與單片機接口幾乎不需要外圍元件[5]。輸出設備顯示器可以用液晶顯示技術或者數(shù)碼管顯示技術[4]。 電子時鐘的設計方法有多種，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，還可以利用對單片機編程來實現(xiàn)電子鐘。因此，研究數(shù)字時鐘及擴大其應用，有著非常現(xiàn)實的意義。由于模擬式溫度傳感器輸出的模擬信號必須經(jīng)過A/D轉換環(huán)節(jié)轉換為數(shù)字信號后才能與單片機等微處理器接口進行讀寫的操作，所以硬件電路會比較復雜，成本較高。多功能電子時鐘除了具有時鐘的功能外還可以包含對環(huán)境溫度檢測的功能。 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)的設計思路 4 系統(tǒng)硬件描述 4 系統(tǒng)軟件描述 4 設計流程和預期成果 5第三章 硬件設計 6 硬件芯片介紹 6 單片機STC89C52 6 實時時鐘芯片DS12887 10 溫度傳感器DS18B20 14 液晶顯示屏LCD1602 18 系統(tǒng)硬件架構 20 單片機最小系統(tǒng) 21 時鐘模塊 23 溫度傳感器模塊 24 液晶顯示模塊 25 按鍵模塊 26 蜂鳴器報警模塊 27第四章 軟件設計 29 軟件設計總體說明 29 主程序軟件實現(xiàn) 29 29 30 DS18B20模塊軟件實現(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模塊軟件實現(xiàn) 39 DS12887模塊子程序流程圖 39 DS12887模塊子程序代碼 40 報警模塊軟件實現(xiàn) 51 報警模塊子程序流程圖 51 報警模塊子程序代碼 52第五章 系統(tǒng)調試 56 最小系統(tǒng)的調試 56 液晶顯示模塊和蜂鳴器報警模塊的調試 56 整體調試 56 實物圖 56第六章 總結 58致 謝 59參考文獻 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世紀末，電子技術得到了極速的發(fā)展，毫無疑問，在其推動下，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的各個領域，這有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度以及綜合科技水平的提高，但產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率也越來越快?！娟P鍵詞】電子時鐘；單片機；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為時鐘芯片，DS18B20為溫度傳感器，通過液晶顯示器LCD1602實時顯示時間及溫度，通過按鍵設置年月日和星期以及定時鬧鐘，定時鬧鐘時間到自動發(fā)出警報。基于51單片機的多功能電子鐘設計 畢 業(yè) 設 計 中文題目 基于51單片機的多功能電子鐘設計英文題目 Design of MultifunctionClock Based on 51 MCU系 別：電子與電氣工程系年級專業(yè)：07級電氣工程及其自動化姓 名：阮志聰學 號：20070621236指導教師：劉 陽職 稱：講 師2011年 5月 24日畢業(yè)設計（論文）誠信聲明書本人鄭重聲明：在畢業(yè)設計（論文）工作中嚴格遵守學校有關規(guī)定，恪守學術規(guī)范；我所提交的畢業(yè)設計（論文）是本人在劉陽指導教師的指導下獨立研究、撰寫的成果，設計（論文）中所引用他人的文字、研究成果，均已在設計（論文）中加以說明；在本人的畢業(yè)設計（論文）中未剽竊、抄襲他人的學術觀點、思想和成果，未篡改實驗數(shù)據(jù)。本設計的+5V電源采用LM1117電壓轉換元件，將電源適配器轉換得到的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)展社會的進步和全球化競爭的日益激烈，人們對數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時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量和A/D轉換于一體，這類傳感器可以直接輸出數(shù)字量，同時與單片機接口電路結構非常簡單，可以廣泛用于距離遠、節(jié)點分布多的場合，具有較強推廣應用價值。數(shù)字電子時鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大的方便。其中，利用單片機實現(xiàn)的電子時鐘具有硬件結構簡單、編程靈活、便于功能擴展等特點。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，日常生活和工農業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要檢測溫度。 智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器）是上世紀90年代中期問世的。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器、隨機存取存儲器和只讀存儲器。在日常生活和自動控制系統(tǒng)中，我們時常會遇到對時間和溫度實時監(jiān)控的需求。由于DS12887時鐘芯片內含一個鋰電池，所以斷電情況可以運行十年以上不丟失數(shù)據(jù)，重新上電后不用校正時鐘。 系統(tǒng)軟件描述系統(tǒng)程序實現(xiàn)三部分功能：時鐘部分實現(xiàn)年、月、日、時、分、秒、星期顯示和設置、鬧鐘功能；溫度測量部分實現(xiàn)環(huán)境溫度測量及顯示；鍵盤部分主要為時鐘和鬧鐘設置；功能整體程序流程框圖如圖22所示。本設計能達到以下結果： 1）顯示年、月、日、星期等日歷相關信息。 4）實時溫度顯示。表31 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復擦寫Flash ROM32個雙向I/O口256x8bit內部RAM3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷時鐘頻率024MHz2個串行中斷可編程UART串行通道2個外部中斷源共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（二）STC89C52各管腳介紹STC89C52各管腳如圖31所示。PO口(Pin39～Pin32)：～。P1 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅動4 個 TTL 邏輯電平。 在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。RST——復位輸入。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE禁止位無效。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內部程序存儲器的指令。 下面說明管腳功能： 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，當使用MOTOROLA時序時，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時序，DS稱作(RD)，RD與典型存貯器的允許信號(OE)的定義相同。 R/W(讀/寫輸入)：R/W管腳同樣也有兩種操作模式。（三）DS12887的內部功能(1) 地址分配圖s內不會發(fā)生。 DV0，DV1，DV2：用于晶振和復位分頻鏈的開啟。 RS3，RS2，RS1，RS0：頻率選擇位，通過這四個位用戶可以： d 二者都不允許●寄存器B 表34 DS12887寄存器BSET：此位為0，時間更新正常進行，每秒計數(shù)走時一次，當此位為1，時間更新被禁止，程序可對芯片進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：定時鬧鐘中斷允許位，AIE為1，允許中斷，否則禁止中斷。當下列表達式中一個或多個為真時，置1。 PF=PIE=1；AF=AIE=1；UF=UIE=1；PIE+AF AF：定鬧中斷標志位，只讀，AF為1表明現(xiàn)在時間與定鬧時間匹配。 VF：更新周期結束標志位。具有全數(shù)字溫度轉換及輸出，單總線數(shù)據(jù)通信，最高12 位分辨率，檢測溫度范圍大的特征，是開發(fā)溫度相關產(chǎn)品的很好的選擇。圖34 DS18B20原理圖DS18B20引腳定義：同時，計數(shù)器被復位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數(shù)器的值和每一度的計數(shù)值。DS1820 測溫范圍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)設計采用字符型液屏顯示模塊LCD1602 作為顯示器件，這樣不僅簡化了系統(tǒng)的硬件設計，而且極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。表37 LCD1602管腳功能表（1）基本操作時序：LCD1602 讀寫操作時序總體上來說是比較簡單的，掌握其有兩種方法：一種是直接看時序圖，另外一種方法是直接記憶和總結讀寫時電平高低和變化。本設計的電路模塊可以分為單片機最小系統(tǒng)模塊，時鐘模塊，溫度傳感器模塊，液晶顯示模塊，按鍵模塊，蜂鳴器報警模塊。時鐘可以由內部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。單片機晶振兩個電容的作用：這兩個電容叫晶振的負載電容，分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容，一般在幾十pf。 圖310 復位電路圖無論使用哪種類型的單片機，總要涉及到單片機復位電路的設計．而單片機復位電路設計的好壞，直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性．許多用戶在設計完單片機系統(tǒng)，并在實驗室調試成功后，在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了“死機”、“程序走飛”等現(xiàn)象，這主要是單片機的復位電路設計不可靠引起的[16]。單片機復位電路主要有四種類型：微分型復位電路；積分型復位電路；比較器型復位電路；看門狗型復位電路[17]。因此R/W和DS引腳也為對應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（正邏輯）。四個按鍵中S1為切換鍵，S2為設定鍵，S3為上調鍵，S4下調鍵。 報警模塊電路如圖316所示。[20]系統(tǒng)中有四個按鍵，即：設置鍵S切換鍵S上調鍵S下調鍵S4。 主程序軟件實現(xiàn)圖41 主程序流程圖void main(){ lcd_init()。 //設置禁止 while(1) { if ( enable_play_song ) //鈴聲使能 { play_song()。 //顯示日歷及溫度 if (enable_set) //設置使能 { delay (100)。 //延時100ms date_time[TIME_SIGN_POS] = 39。 //延時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。