【文章內(nèi)容簡介】 （ 2） DS18B20 與 AT89C51 的接口電路：如圖 6 所示 圖 6 DS18B20 接口電路 該系統(tǒng)中采用數(shù)字式溫度 傳感器 DS18B20，具有測量精度高，電路連接簡單特點，此類 傳 13 感 器僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，用 與 DS18B20 的 DQ口連接， Vcc接電源， GND接地。 按鍵控制模塊 按鍵及按鍵提醒接口電路如圖 7 所示 圖 7 按鍵控制模塊 SET鍵：按下 SET 鍵進入時間校準狀態(tài)，按一下進入秒調(diào)整，兩下分調(diào)整，依此類推可進行各年月日，時分秒以及星期的校準 UP鍵：當 SET 鍵按下時， UP 進行 SET 選定項（如：小時）的加操作； DOWN 鍵：當 SET 鍵按下時， DOWN 進行 SET 選定項（如：小時）的減操作； 按鍵蜂鳴器提示（第一次按動設置鍵長鳴一響；后面按動設置鍵或上調(diào)鍵 、下調(diào)鍵都是短鳴一響） （四）完整系統(tǒng)原理圖 見附錄一。 四、 軟件設計 整個軟件系統(tǒng)采用 C 語言編程，主要實現(xiàn)以下功能： 14 開始 初始化 讀日期、時間 寫日期、時間 顯示子程序 時間修改子程序 日期修改子程序 顯示結果 返回 開關控制子程序 圖 8 萬年歷顯示控制 1) LCD的驅(qū)動 2) 時間數(shù)據(jù)的采集 3) 溫度的采集 4) 按鍵的識別處理 程序從 main()函數(shù)開始運行，隨后對 LCD、 DS18B DS1302 等器件進行初始化操作并對標志位賦初值，隨后進入 while(1)循環(huán)中運行按鍵掃描程序。等待中斷產(chǎn)生。 （一）萬年歷顯示程序 流程圖 如圖 8 15 源程序代碼 參考附錄二。 （二）溫度轉(zhuǎn)換程序 為方便程序編寫，本程序把溫度轉(zhuǎn)換 子程序編在 文件中。頭文件 ，來源于網(wǎng)網(wǎng)絡，十進制溫度最后返回到函數(shù) ReadTemperature（）中，使用時主函數(shù)用 flag=ReadTemperature()就可將 18b2 頭文件運行返回的函數(shù)結果送到變量 FLAG 中，用于顯示。 根據(jù)單總線操作協(xié)議，首先要對 DS18B20 進行初始化，而初始化有嚴格的時序控制，如圖 9 所示，即總線控制器（ TX）發(fā)出一個復位脈沖（至少 480us 的低電平），然后釋放總線進入接收狀態(tài)，總線由 上拉電阻上拉為高電平，探測到 I/O 引腳上的 上升沿后， DS18B20等待 15us～ 60us 后，然后發(fā)出一個存在脈沖（ 60us～ 240us 的低電平信號）。 流程圖 如圖 9. 開始 發(fā)跳過讀系列號命令 啟動溫度轉(zhuǎn)換 初始化 DS18B20 初始化 DS18B20 發(fā)跳過讀系列號命令 讀取溫度寄存器 讀取溫度值 結束 圖 9 溫度轉(zhuǎn)換流程圖 16 源程序代碼 見附錄三 （三）按鍵掃描程序 程序結構 按鍵識別程序結構采用： if(***) { delay(10)。//調(diào)延時，消抖動 if(***) { switch(key1n) { case 1:*****。 17 case 2:*****。 ************。 } 程序功能 能準確清晰地分析全部的按鍵情 況，具有按鍵消除抖動功能。和按鍵蜂鳴器提示（第一次按動設置鍵長鳴一響；后面按動設置鍵或上調(diào)鍵、下調(diào)鍵都是短鳴一響） 按下 SET鍵進入時間調(diào)整選項，按一下調(diào)整秒，按兩下調(diào)整分，在日期時間星期之間轉(zhuǎn)換。按下 UP 鍵調(diào)整的數(shù)據(jù)加一。按下 DOWN 鍵，調(diào)整的數(shù)據(jù)減一。再按下 SET鍵確認并跳到下一個選項。 （四）主程序 程序流程圖： 如圖 10 開始 液晶屏、時鐘芯片、溫度傳感器初始化 按鍵掃描。等待中斷產(chǎn)生 Y N 溫度讀取轉(zhuǎn)換 顯示溫度、時間日期 圖 10 主程序流程圖 18 源程序代碼。 見附錄二。 五、仿真 （一）調(diào)試聯(lián)合仿真 模擬系統(tǒng)硬件電路調(diào)試比較簡單，首先檢查電路接線是否正確，然后用檢查軟件 I/O口的定 義是否與硬件電路的 I/O口連線是否對應。系統(tǒng)軟件調(diào)試可以先調(diào)試液晶顯示程序，再編寫定時器中斷函數(shù)，在液晶上顯示出正確的時間，隨后調(diào)試時間調(diào)整函數(shù)。接下來分別進行DS18B20 溫度顯示程序的調(diào)試，調(diào)試到液晶能顯示溫度值，在環(huán)境溫度有變化時，顯示溫度能改變就說明已能正確讀取溫度數(shù)據(jù)。最后調(diào)試報警溫度函數(shù)，直到實現(xiàn)設計任務的要求為止。 （二）仿真結果 使用 Keil uVision4 軟件調(diào)試編譯源程序，生成目標代碼 HEX 文件，然后在 Proteus 軟件中的虛擬單片機系統(tǒng)。模擬仿真觀看設計結果：液晶顯示結果如圖 11。 通過此項設計設計，本系統(tǒng)能完成以下功能： 顯示公歷日期功能（年、月、日、時、分、秒） 通過按鍵可隨時調(diào)校年、月、日或時、分、星期 可動態(tài)完整顯示年份 上電蜂鳴器提示（長鳴）、按鍵時蜂鳴器短鳴。 19 圖 11 液晶顯示結果 六、總結 論文首先對本設計作了簡要描述，對軟件、硬件進行簡單的描述。隨后提出了不同的設計方案，經(jīng)過論證最后確定該設計采用時鐘模塊、顯示模塊、鍵盤接口模塊、溫度測量模塊等模塊組成，接著分別從硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩方面對基于單片機的電子萬年歷設計 作了詳細論述，另外還簡要介紹了一下系統(tǒng)的調(diào)試。 在整個設計過程中，硬件方面主要設計了 AT89C51 單片機的最小系統(tǒng)、 DS1302 接口電路、 DS18B20 接口電路、 LCM1602 顯示；軟件方面借助各個渠道的資料，主要設計了日期數(shù)據(jù)讀取程序、溫度采集程序、按鍵掃描程序以及 LCD顯示程序；系統(tǒng)的調(diào)試主要是通過 Proteus，再借助于 Keil 以及少許自己搭建的外圍電路實現(xiàn)的；再此過程中，分步調(diào)試時顯示出了日期及時間，還有實時溫度，集中調(diào)試達到預期效 20 果。但在此過程中培養(yǎng)了自己的動手能力。 此萬年歷具有讀顯示直觀、功能 多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。 經(jīng)過本次畢業(yè)設計，使我對大學所學專業(yè)知識的進行了系統(tǒng)的總結。 綜合運用所學知識發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題 致謝 首先感謝學校在畢業(yè)之際給我們一個可能讓我們把所有的知識總結起來的機會，通過這次畢業(yè)設計，使我對以前所學的知識有了一個整體上的概括，也讓我們具體了解到了每個元件在電路中的具體作用，了解到了它的功能、結構。 其次我要衷心的感謝授課老師對我專業(yè)知識的教導和指導老師的幫助。為我提供了大量而又詳實的資料給我，使 我從困惑迷茫的初期走向論文的順利完成，在完成論文的同時也深受啟發(fā)和教育，使我受益終生。最后接受我最誠摯的謝意！ 21 參考文獻 【 1】劉訓非，陳希 .《單片機技術及應用》 .北京：清華大學出版社 2021 【 2】楊寧，胡學軍 .《單片機與控制技術》 .北京：北京航空航天大學出版社 .2021年 【 3】余西存，曹國華 .《單片機原理及接口技術》 .西安：西安電子科技大學出版， 2021年． 【 4】沈衛(wèi)紅，編著 .《基于單片機的智能系統(tǒng)設計與實現(xiàn)》 .北京： 電子工業(yè)出版社 2021年 【 5】王越明，編著 .《電子萬年歷的設計》 .黑龍江： 黑龍江科技信息出版社 2021年 22 附錄一：系統(tǒng)電路 23 24 附錄二：源程序 include include//溫度傳感器 define uint unsigned int define uchar unsigned char uchar a,miao,shi,fen,ri,yue,nian,week,flag,key1n,temp。//flag用于讀取頭文件中的溫度值，和顯示溫度值 define yh 0x80 //LCD 第一行的初始位置 ,因為 LCD1602 字符地址首位 D7恒定為 1（ 100000000=80） define er 0x80+0x40 //LCD 第二行初始位置（因為第二行第一個字符位置地址是 0x40） sbit rs=P2^0。 sbit en=P2^2。 sbit rw=P2^1。 sbit led=P2^6。 //LCD 的背光開關 //DS1302 時鐘芯片與 C51 之間的引腳連接定義 sbit IO=P1^1。 sbit SCLK=P1^0。 sbit RST=P1^2。 sbit ACC0=ACC^0。 sbit ACC7=ACC^7。 //校時按鍵與 C51的引腳連接定義 sbit key1=P1^5。 //設置鍵 25 sbit key2=P1^6。 //加鍵 sbit key3=P1^7。 //減鍵 sbit buzzer=P1^3。//蜂鳴器，通過三極管 9012 驅(qū)動，端口低電平響 uchar code tab1[]={20 }。 //年顯示的固定字符 uchar code tab2[]={ : : }。//時間顯示的固定字符 //延時函數(shù)，后面經(jīng)常調(diào)用 void delay(uint xms)//延時函數(shù) ，有參函數(shù) { uint x,y。 for(x=xms。x0。x) for(y=110。y0。y)。 } /********液晶寫入指令函數(shù)與寫入數(shù)據(jù)函數(shù) **************/ write_1602(uchar )//****液晶寫入指令函數(shù) **** { rs=0。//數(shù)據(jù) /指令選擇置為指令 rw=0。 //讀寫選擇置為寫 P0=。//送入數(shù)據(jù) delay(1)。 en=1。//拉高使能端，為制造有效的下降沿做準備 delay(1)。 en=0。//en 由高變低，產(chǎn)生下降沿，液晶執(zhí)行命令 } 26 write_1602dat(uchar dat)//***液晶寫入數(shù)據(jù)函數(shù) **** { rs=1。//數(shù)據(jù) /指令選擇置為數(shù)據(jù) rw=0。 //讀寫選擇置為寫 P0=dat。//送入數(shù)據(jù) delay(1)。 en=1。 //en 置高電平，為制造下降沿做準備 delay(1)。 en=0。 //en 由高變低，產(chǎn)生下降沿，液晶執(zhí)行命令 } lcd_init()//***液晶初始化函數(shù) **** { write_1602(0x38)。//設置液晶工作 模式 16*2 行顯示， 5*7 點陣， 8 位數(shù)據(jù) write_1602(0x0c)。//開顯示不顯示光標 write_1602(0x06)。//整屏不移動，光標自動右移 write_1602(0x01)。//清顯示 write_1602(yh+1)。//日歷顯示固定符號從第一行第 1 個位置之后開始顯示 for(a=0。a14。a++) { write_1602dat(tab1[a])。//向液晶屏寫日歷顯示的固定符號部分 //delay(3)。 27 } write_1602(er+2)。//時間顯示固定符號寫入位置，從第 2 個位置后開始顯示 for(a=0。a8。a++) { write_1602dat(tab2[a])。//寫顯示時間固定符號，兩個冒號 } } /***************DS1302 有關子函數(shù) ********************/ void write_byte(uchar dat)//寫一個字節(jié) { ACC=dat。 RST=1。 for(a=8。a0。a) { IO=ACC0。 SCLK=0。 SCLK=1。 ACC=ACC1。 } } uchar read_byte()//讀一個字節(jié) 28 { RST=1。 for(a=8。a0。a) { ACC7=IO。 SCLK=1。 SCLK=0。 ACC=ACC1。 } return (ACC)。 } void write_1302(uchar add,uchar dat)//向 1302 芯片寫函數(shù)，指定寫入地址，數(shù)據(jù) { RST=0。 SCLK=0。 RST=1。 write_byte(add)。 write_byte(dat)。 SCLK=1。 RST=0。 29 } uchar read_1302(uchar add)//從 1302 讀數(shù)據(jù)函數(shù)，指定讀取數(shù)據(jù)來源地址