【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 LM7805CV 供電電路 紅外遙控器 電路 本設(shè)計(jì)采用紅外遙控器控制電子鐘，紅外接收頭 與單片機(jī)的 口相連，紅外遙控器的 功能 有： 選擇鍵、數(shù)值增大鍵、數(shù) 值 減小鍵和鬧鈴查看鍵。在 時(shí)間調(diào)節(jié) 中，可 按功能選擇鍵 ，配合 數(shù)值增大 、 減小 功能鍵 可 分別對(duì)日期 和 時(shí)間進(jìn)行 調(diào)節(jié) 。在 調(diào)節(jié) 過(guò)程中，顯示器 光標(biāo)會(huì)在 對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)項(xiàng)目 上游走 ，分別是： “秒、分、時(shí)、星期、日、月、年” 。 在鬧鈴設(shè)置中，可按鬧鈴查看鍵，配合數(shù)值增大、減小功能鍵可對(duì)鬧鈴時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。 圖 29 紅外遙控器電路 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 36 頁(yè) 鬧鈴電路 隨著鬧鈴時(shí)間的設(shè)定，當(dāng)實(shí)時(shí)時(shí)間到達(dá)鬧鐘的時(shí)間時(shí)， DS12C887 的 SQW 管腳 會(huì)輸出一組方波，如圖 210 所示 ，當(dāng) SQW 輸出一個(gè)高電平時(shí)，使三極管導(dǎo)通，喇叭會(huì)發(fā)出蜂鳴聲； 當(dāng) SQW 輸出為低電平時(shí)，三極管不導(dǎo)通喇叭不發(fā)聲。所以，整個(gè)鬧鐘輸出為一組滴滴聲。 鬧鈴電路如圖 211 所示。 圖 210 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)方波 圖 211 蜂鳴器電路 溫濕度傳感器 DHT11 電路 DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁(yè) 共 36 頁(yè) 長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC 測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè) DHT11 傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)型號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成 變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類應(yīng)用中，在苛刻應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝，連接方便。 DHT11 電路如圖 212 所示。 圖 212 DHT11 電路 3 系統(tǒng) 軟件 程序 設(shè)計(jì) 在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計(jì)在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占重要地位。 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制兩個(gè)基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波等。過(guò)程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸出，以便控制實(shí)現(xiàn)想要的結(jié)果。 為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過(guò)程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。所謂“模塊”，實(shí)質(zhì)上就是所完成一定功能，相對(duì)獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計(jì)方法叫模塊程序設(shè)計(jì)法。 模塊程序設(shè)計(jì)法的主要優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)蝹€(gè)模塊比起一個(gè)完整的程序易編寫及調(diào)試；模塊可以共存，一個(gè)模塊可以被多個(gè)任務(wù)在不同條件下調(diào)用；模塊程序允許設(shè)計(jì)者分 割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計(jì)者提供方便。 本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)， 主要 由主程序﹑ DS12C887 子程序、 Nokia5110 子程序 、紅外遙控器 控制子程序 、 DHT11 子程序、蜂鳴器子程序等 構(gòu)成。 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 14 頁(yè) 共 36 頁(yè) 主程序 運(yùn)行 說(shuō)明及流程圖 在這個(gè)設(shè)計(jì)中， STC89C52 主要功能是存儲(chǔ)程序、根據(jù)程序的內(nèi)容對(duì)各個(gè)端口進(jìn)行判斷并做出相應(yīng)的處理； DS12C887 主要的功能是控制年、月、日、 星期、 時(shí)、分、秒的 變化及存儲(chǔ)，以便讓單片機(jī)讀取 ； DHT11 的主要功能是測(cè)量周圍環(huán)境的溫濕度；Nokia5110 液晶 主要的功能是將 時(shí)間 和溫濕度的 內(nèi)容 顯示出來(lái)。 主程序主要實(shí)現(xiàn)了從 DS12C887 和 DHT11 讀出數(shù)據(jù)并送到 Nokia5110 液晶 中顯示的功能，同時(shí)檢測(cè) 紅外遙控器 有沒有按鍵按下，如果有鍵被按下，則執(zhí)行按鍵處理子程序。首先進(jìn)行 DS12C887 時(shí)鐘芯片和 Nokia5110 液晶屏 的初始化函數(shù)，然后進(jìn)行按鍵掃描，不斷地檢測(cè)按鍵是否按下，讀取 DS12C887 時(shí)鐘芯片 和 DHT11 的數(shù)據(jù)，并且送到液晶顯示器顯示；當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)候，重新進(jìn)行掃描寫入。 主程序流程圖如圖 31 所示。 圖 31 主程序流程圖 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 15 頁(yè) 共 36 頁(yè) DS12C887 使用 說(shuō)明及流程圖 進(jìn)入主程序后， DS12C887 首先進(jìn)行初始化設(shè)置，若并 行口有數(shù)據(jù)，最后則調(diào)用函數(shù)從日歷時(shí)鐘芯片獲取日歷時(shí)鐘信息，調(diào)用顯示函數(shù)顯示日歷時(shí)鐘信息顯示出來(lái)，重復(fù)進(jìn)行。這部分包括 對(duì) DS12C887 某個(gè)單元寫、讀 DS12C887 某個(gè)單元的內(nèi)容和 對(duì)DS12C887 設(shè)定時(shí)間。 12C887 的流程圖如圖 32 所示。 圖 32 DS12C887 操作 流程圖 Nokia5110 液晶 操作 說(shuō)明及流程圖 顯示主要是通過(guò)從芯片中讀入程序，分別對(duì)秒、分、時(shí)、 星期、 日、月、年進(jìn)行顯示，并且通過(guò)鍵盤的操作，對(duì)時(shí)間進(jìn)行加減操作，使時(shí)間更新顯示。 進(jìn) 入 主 函 數(shù) 后 ， 執(zhí) 行 完 Nokia5110 液 晶 屏 的 初 始 化 函 數(shù) ， 然 后 用LCD_write_english_string( )函數(shù)，先顯示固定的內(nèi)容。最后是讀出 DS12C887 和 DHT11的數(shù)據(jù)送到固定的位置顯示。 Nokia5110 的寫命令操作和 寫 數(shù)據(jù)操作分別用兩個(gè)獨(dú)立的函數(shù)來(lái)完成，函數(shù)內(nèi)部唯一的區(qū)別就是液晶數(shù)據(jù)命令選擇端的電平。 Nokia5110 的流程圖如圖 33 所示。 開始 DS12C887 初始化 調(diào)用函數(shù)獲取時(shí)鐘信息 送數(shù)據(jù)顯示 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 33 Nokia5110 操作 流程圖 紅外遙控器 控制 說(shuō)明 如果需要修改時(shí)間，則先輸入你想要修改的數(shù)字，比如你想要修改時(shí)間的“分”，“分”此時(shí)顯示為 11，你想修改為 20，則輸入 20，然后按下紅外遙控器的“分”功能鍵，則你想要修改的數(shù)據(jù)成功修改為 20。 以此類推，年、月、日、時(shí)、分、秒、鬧鐘 的調(diào)節(jié)原理相同。 DHT11 溫濕度傳感器 說(shuō)明 主程序中調(diào)用 讀取 DHT11 數(shù)據(jù)的函數(shù)，然后送入 Nokia5110 液晶屏的相應(yīng)位置顯示即可。 4 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試共分為兩大部分：一個(gè)是軟件 調(diào)試 ，另一個(gè)是硬件 調(diào)試 。其中軟件 調(diào)試 通過(guò) Keil uVision4 實(shí)現(xiàn)； 硬件調(diào)試主要是檢測(cè)硬件電路是否有短路、斷路、虛焊等。 由于本系統(tǒng)線路連接比較簡(jiǎn)單，加之本人焊接技術(shù)過(guò)硬，故本系統(tǒng)硬件調(diào)試一次通過(guò)，沒有硬件故障。難度主要在軟件調(diào)試上。 本人原先的構(gòu)思是 鬧鈴采用播放音樂的形式，但發(fā)現(xiàn)鬧鈴音樂播放時(shí)，液晶上不能開始 Nokia5110 初始化 讀取 DS12C887 并 顯示 讀取 DHT11 并 顯示 結(jié)束 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁(yè) 共 36 頁(yè) 實(shí)時(shí)顯示時(shí)間，即處于時(shí)間停滯狀態(tài)。經(jīng)分析主函數(shù)程序執(zhí)行過(guò)程后，得出鬧鈴采用播放音樂的方案不能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)至多每隔一秒就要從 DS12C887 中讀取時(shí)間并送液晶顯示，這樣才能保證液晶上 的 時(shí)間是一秒一秒跳動(dòng)的。也就是 說(shuō) 單片機(jī)要執(zhí)行別的任務(wù) （鬧鈴）必須要 在一秒的 時(shí)間 間隙內(nèi)完成 ，否則時(shí)間就無(wú)法實(shí)時(shí)顯示。而一首音樂的播放時(shí)間不可能少 于一秒，故鬧鈴聲音只能采用一連串的短“滴”。 設(shè)計(jì) 調(diào)試 完成后，給系統(tǒng)上電， Nokia5110 液晶顯示屏顯示結(jié)果如圖 41 所示 ： 圖 41 Nokia5110 液晶屏顯示結(jié)果 5 結(jié)論 本設(shè)計(jì)硬件電路較簡(jiǎn)單，所用器件較少，電路中使用了 STC89C52單片機(jī)、 DS12C887時(shí)鐘芯片、 Nokia5110 液晶顯示器 、 DHT11 溫濕度傳感器 等主要器件 ,實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、校時(shí)和鬧鈴 和溫濕度顯示 功能。 在對(duì)芯片的管腳功能和用法有充分的了解后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)硬件電路，包括單片機(jī)控制電路、時(shí)鐘電路、 顯示電路 、 供電 電路、 紅外遙控 電路 、溫濕度傳感器電路 和鬧鈴電路。然后通過(guò)軟件編程，實(shí) 現(xiàn)了對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒、星期、閏年和陰歷的自動(dòng)調(diào)整，用紅外遙控器 進(jìn)行控制，用液晶模塊進(jìn)行顯示，并具有鬧鈴功能。 實(shí)時(shí)日歷電子鐘可以正常顯示時(shí)間并進(jìn)行時(shí)間調(diào)整 ，還能顯示周圍環(huán)境的溫濕度 ，基本完成了預(yù)期要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁(yè) 共 36 頁(yè) 謝 辭 首先，在這里感謝學(xué)校給我們安排這次 課程設(shè)計(jì) ，使我有一個(gè)可以自己動(dòng)手 學(xué)習(xí) 的機(jī)會(huì) 。 通過(guò)動(dòng)手 實(shí)踐 ， 我學(xué)習(xí)到了很多課本以外的知識(shí)， 體會(huì) 到了 自己 親自 動(dòng)手 做 出 成果的 喜悅 。 其 次，在這要感謝我們 可敬可愛 的 王鍵 老師， 雖然老師工作繁忙，但還是會(huì)時(shí)常 關(guān)注 學(xué)生的課設(shè)進(jìn)展 ，并給出很多寶貴的點(diǎn)撥，幫助我們解決了很多技術(shù)上難題?？梢哉f(shuō)，沒有老師的悉心指導(dǎo)，就不會(huì)有我今天的作品。 最后，我還要 感謝這次課程設(shè)計(jì)中給我?guī)椭耐瑢W(xué)，是你們的幫助，我才 能 順利的完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。 謝謝你們的幫助！ 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁(yè) 共 36 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 郭天祥 《 新概念 51單片機(jī) C語(yǔ)言教程 》 北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [2] 吳金戌 《 8051 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 》 北京：清華 大學(xué)出版社 ， 2020 [3] 樓然苗 《 MCS－ 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 》 北京：北京航天航空大學(xué)出版社， 2020 [4] 劉華東 《 電子 CAD 技術(shù) — Protel 電路設(shè)計(jì) 》 北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [5] 譚浩強(qiáng) 《 C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 》 北京：清華大學(xué)出版社， 1999 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁(yè) 共 36 頁(yè) 附錄 A：實(shí)時(shí)日歷電子鐘設(shè)計(jì)電路原理圖 圖一 ： 實(shí)時(shí)日歷電子鐘原理圖 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 21 頁(yè) 共 36 頁(yè) 附錄 B：實(shí)時(shí)日歷電子鐘實(shí)物圖 圖二 ： 實(shí)時(shí)日歷電子鐘整體實(shí)物圖 圖三 ： 實(shí)時(shí)日歷電子鐘主板 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖四：實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘電子鐘 主板 背面 圖五 ： 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘紅外遙控器 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖六 ： 實(shí)時(shí)日歷電子鐘 鋰聚合物電池 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁(yè) 共 36 頁(yè) 附錄 C： 主 程序清單 /**************************************主程序 *******************************************/ include include include uchar year, month, date, hour, minute, second, day。 uchar a_hour, a_minute, a_second。 //紅外數(shù)據(jù)處理變量 bit year_f, month_f, date_f, hour_f, minute_f, second_f, day_f, a_hour_f, a_minute_f, a_second_f。 uchar number = 0。 uchar change, change_shiwei = 0, change_gewei = 0。//要修改的數(shù)據(jù) bit shiwei_gewei_f = 0。 //判斷輸入的數(shù)據(jù)是十位還是個(gè)