【正文】 ........................................................................... 12 環(huán)境溫度傳感器選擇 ................................................................................................ 13 常用溫度傳感器比較 ................................................................................... 13 DS18B20 簡介 ............................................................................................... 14 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ....................................................................................... 15 電子保姆機(jī)硬件電路設(shè)計(jì) ....................................................................................... 17 時鐘電路設(shè)計(jì) ............................................................................................... 17 環(huán)境溫度采集電路設(shè)計(jì) ............................................................................... 17 顯示電路 ....................................................................................................... 17 按鍵電路設(shè)計(jì) ............................................................................................... 19 鬧鈴電路設(shè)計(jì) ............................................................................................... 20 繼 電器控制電路設(shè)計(jì) ................................................................................... 21 溫度報(bào)警電路設(shè)計(jì) ....................................................................................... 22 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） IV 第四章 電子保姆機(jī)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................ 23 主程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 23 子程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 23 實(shí)時時鐘日歷子程序設(shè)計(jì) .......................................................................... 23 環(huán)境溫度采集子程序設(shè)計(jì) .......................................................................... 24 顯示子程序設(shè)計(jì) .......................................................................................... 27 鬧鈴控制子程序設(shè)計(jì) .................................................................................. 28 繼電器子程序設(shè)計(jì) ...................................................................................... 28 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................................................................................... 29 硬件調(diào)試 ................................................................................................................... 29 單片機(jī)基礎(chǔ)電路調(diào)試 .................................................................................. 29 顯示電路調(diào)試 .............................................................................................. 30 DS1302 電路調(diào)試 ......................................................................................... 33 繼電器控制電路調(diào)試 .................................................................................. 33 DS18B20 電路調(diào)試 ....................................................................................... 33 溫度報(bào)警電路調(diào)試 ...................................................................................... 34 軟件調(diào)試 ................................................................................................................... 34 結(jié) 論 ...................................................................................................................................... 35 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 36 附錄 A 程序 ............................................................................................................................ 37 附錄 B多功能電子保姆機(jī)硬件電路圖 .................................................................................. 49 致謝 .......................................................................................................................................... 50 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 1 第一章 引 言 隨著生活節(jié)奏地加快，社會對于保姆的需求量越來越大，若利用電子技術(shù)設(shè)計(jì)出一款電子化、數(shù)字化、智能人性化的多功能電子保姆機(jī)，將被廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。 保姆機(jī)的核心是數(shù)字化的電子時鐘。因此，研 究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。電子保姆機(jī)既可以通過純硬件實(shí)現(xiàn)，也可以通過軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)方案有多種，但通常有以下幾種形式： FPGA設(shè)計(jì) 方案 現(xiàn)場可編程門陣列（ Field Programmable Gate Array， FPGA），是 20 世紀(jì) 70 年代發(fā)展起來的一種可編程邏輯器件，是目前數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要硬件基礎(chǔ)。 555 定時器是一種數(shù)字與模擬混合型的集成電路，應(yīng)用廣泛。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺計(jì)算機(jī)。然而系統(tǒng)時鐘誤差較大，電子鐘的積累誤差也可能較大，所以可以通過誤差修正軟件加以修正，或者在設(shè)計(jì)中加入高精度時鐘日歷芯片，以精確時間。 A T m e g a 1 2 8溫 度 傳 感 器D S 1 8 B 2 0繼 電 器+ 5 V 電 源L E D 顯 示鍵 盤時 鐘 日 歷 芯 片D S 1 3 0 2家 用 電 器+ 3 V 電 源溫 度 報(bào) 警 電路鬧 鈴 電 路 圖 多功能電子保姆機(jī)硬件系統(tǒng)框圖 鍵盤是為了完成時鐘 /日歷的校對和日歷 /溫度的顯示功能。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 7 單片機(jī)的選擇 AVR 單片機(jī)簡介 所謂單片機(jī)，是指用一個芯片組成的微機(jī)系統(tǒng)。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使 能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電 阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使 能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。端口 F 也可以作為 JTAG 接口。超過最小門限時間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。在上電復(fù)位時保持 PEN為低電平將使件進(jìn)入 SPI 串行下載模式。 DS1302 簡介 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時時鐘 日歷 芯片，附加 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，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)。 表 DS1302 引腳功能說明 引腳號 名稱 功能 1 VCC1 備份電源輸入 2 X1 晶振輸入 3 X2 晶振輸出 4 GND 地 5 RST 復(fù)位 6 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出 7 SCLK 串行時鐘 8 VCC2 主電源輸入 DS1302 控制字和讀寫時序說明 在編程過程中要注意 DS1302 的讀寫時序。 定義如下： 當(dāng) BIT 6 位 =0 時，定義時鐘和其他寄存器的地址。在控制字指令輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（ 0 位）開始。無論是讀周期還是寫周期，也無論送方式是單字節(jié)傳送還是多字節(jié)傳送，都要通過控制字 指定 40 字節(jié)中的哪個 將被訪問。 DS1302 共有 12 個寄存器：與 日歷、時間的寄存器共有 10 個， 時鐘 /日歷包含在 其中 的 7 個寫 /讀寄存器內(nèi)，這 7 個寄存器分別是秒、分、小時、日、月、星期和年。在任何片內(nèi) 時鐘 /日歷寄存器 和 RAM，在 寫操作之前， WP 位必須為 0，否則將不可寫入。該寄存器的 BIT0 和 BIT1 用于選擇與二極管相串聯(lián)的電阻值。 具體程序 參 見 附錄 A。它還具有微型化、低功耗、高性能等優(yōu)點(diǎn)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 15 表 DS18B20 引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳；開漏單總線接口引腳；當(dāng)被用在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 表 DS18B20 配置寄存器結(jié)構(gòu)表 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 TM R1 R0 1 1 1 1 1 MSB LSB 溫度信息的低位、高位字節(jié)內(nèi)容還包括了符號位 S（是正溫度還是負(fù)溫度）和二進(jìn)制小數(shù)部分，其具體形式如圖 。該硬件電路設(shè)計(jì)簡單，抗干擾能力強(qiáng)