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【正文】 ............................................................... 19 單片機的正常工作 ................................................... 19 液晶的顯示 ......................................................... 19 其他外設的測試 ..................................................... 20 紅外發(fā)射及接收的測試 .............................................. 20 5 產品功能說明書 ......................................................... 20 功能清單 ............................................................ 20 按鍵說明 ............................................................ 21 紅外遙控電子鐘溫度計 II 功能詳細說明 ........................................................ 21 ....................................................... 21 ................................................. 23 ........................................... 23 ......................................................... 24 ................................................. 25 ................................................. 26 ..................................................... 26 ........................................... 27 DS18B20的轉換精度 .............................. 27 芯片 DS12C887的晶振 .................................. 28 DS12C887的晶振 .................................. 28 ............................................ 29 ............................................ 30 DS12C887的內置電池狀態(tài) .......................... 31 6 結束語 ................................................................. 31 7 致謝 ................................................................... 31 8 參考文獻 ............................................................... 31 附錄Ⅰ：元器件清單 ........................................................ 32 附錄Ⅱ：系統(tǒng)實物圖 ........................................................ 34 紅外遙控電子鐘溫度計 1 紅外遙控電子鐘溫度計 馬正東，陳磊 (西安科技大學 計算機科學與技術學院 陜西 西安 710600) 摘要 本產品是基于 DS12C887R 時鐘芯片和 DS18B20 溫度傳感器并用紅外遙控進行設置的電子鐘溫度計，以 STC89C58 單片機為控制核心，用 1602 液 晶顯作為人機交互界面。系統(tǒng)可以對溫度環(huán)境溫度進行實時監(jiān)測，當溫度超過安全范圍時，系統(tǒng)發(fā)出報警并記錄溫度報警信息，等待操作人員處理，除此之外還具有鬧鐘功能。報警溫度和時間調整等所有產品功能都可由紅外遙控進行設置。本產品適用于需要溫度監(jiān)測的低端工業(yè)控制或者家居環(huán)境監(jiān)測。 關鍵字： 溫度計 電子鐘 DS12C887 DS18B20 紅外遙控 紅外遙控電子鐘溫度計 2 Electronic Clock and Thermometer Controlled by Infrared Remoter Controller Zhengdong Ma, Lei Chen (Computer Science and Technology College, Xi39。an University of Science and Technology, Xi39。an,Shannxi,100600) Abstract This product is electronic clock and thermometer which can be set by users and based on the real time clock chip DS12C887 and the temperature sensor chip DS18B20. And the product use STC89C58 to be its MCU and use 1602 to be its human machine interface. This system can detect the temperature of the environment in real time and it can sound the alarm record the alarm history when the environment temperature beyond the safe bounds and then waits for the operator to deal with it. What39。s more it has the ability of time most highlight is all the functions including alarm temperature and time correct can be set by infrared remote controller. This product can be applied to low level industry control and living environment monitor. Keywords: thermometer, electronic clock, DS12C887, DS18B20, infrared remote controller 紅外遙控電子鐘溫度計 3 1 方案的比較與選擇 紅外遙控電子鐘 設計總體結構框圖如圖 11所示： 圖 11 系統(tǒng)總體框圖 控制器模塊 狀態(tài)模塊 時鐘模塊 溫度監(jiān)測模塊 遙控按鍵模塊 紅外發(fā)射模塊 紅外解碼模塊 顯示模塊 紅 外編碼模塊 紅外接收模塊 紅外遙控電子鐘溫度計 4 單片機的選擇 方案 一 ： 采用凌陽公司的 16 位單片機，它是 16 位控制器，具有體積小、驅動能力強、可靠性高、功耗低、結構簡單、具有語音處理、運算速度快等優(yōu)點，但考慮到我們小組對這個方案采用的微處理器并不熟悉，使用起來并不是很方便，這對于硬件電路的設計和軟件編程增加了難度。我們決定不再使用此方案，考慮其他方案。 方案 二 ：采用 STC 89C52 系列單片機。 STC89 在 8051基礎上增加了許多功能， 內置 flash ROM 可以反復擦寫 10萬次，內置硬件看門狗， 極大地提高了 MCS51 家族的性能。 STC89由美國設計，在臺灣生產，是目前在相同性能條件下價格最優(yōu)的一個品種。 STC89C52 具有高性能、低價格 的特點。其功能已能夠滿足我們對于產品的需要，所以我們選擇性價比更高的 STC89C52。最后我們用了 STC89C58 是因為在實驗過程中 STC89C52 芯片由于操作不當被燒壞并且程序超過了 8KB 達到了 9KB 之多，而手中只有一片 STC89C58 所以就直接用了， 故采用此方案。 時鐘芯片的選擇 方案一：選擇 DS1302， DS1302 具有實時時鐘顯示，鬧鈴調校的功能，且價格便宜。但是 DS1302 還要額外搭建外圍電路，同時供電中斷之后內部晶振將停止，這意味著時鐘將每次在斷電之后重新調校，這將比較麻煩。 方案二：選擇 DS12C887R，同樣是達拉斯公司出產的時鐘芯片，與 DS1302 的主要區(qū)別就在于內置了鋰電池，這樣就算是意外斷電時鐘仍然能夠精準走時。電池容量可為振蕩器和寄存器供電長達 10 年之久，故采用此方案。 溫度采集 模塊 的選擇 方案一：選擇 AD590， AD590 是美國模擬器件公司生產的單片集成兩端感溫電流源 ，具有 精度高、價格低、不需輔助電源、線性好 的好特點。但是該溫度傳感器輸出量是模擬量，這對編程調試將帶來比較大的工作量。 方案二：選擇 DS18B20， DS18B20 具有先進的單總線結構，并且可以寄生供電。只要一根線即可讓其工作，轉換精度可由用戶自己選擇，一共有四種選擇， 9位， 10 位， 11 位，12 位，步進分別為 ℃， ℃， ℃， ℃。 DS18B20 可以自動轉化輸出溫度數(shù)據(jù)。單片機可以直接識別，故采用此方案。 紅外遙控電子鐘溫度計 5 聲光報警 模塊 的選擇 方案一：通過單片機來控制語音芯片來實現(xiàn)提示信息的 播報。但是由于語音芯片成本比較高，而且擴展起來比較復雜，增加焊接難度和設計成本。 方案 二 ： 用發(fā)光二極管和蜂鳴器搭一個簡單的電路，成本底，電路比較簡單，使用方便符合我們的系統(tǒng)要求，故采用此方案。 顯示模塊 的選擇 方案一：采用 LED 數(shù)碼管顯示。顏色鮮艷，易于觀察， 但是由于產品需要顯示的信息較多，個別字符也無法顯示不符合本作品的要求。 方案二：采用 1602 液晶顯示。我們對 1602 液晶的操作比較熟悉，其顯示功能也比較強大，實用性很強，還可以顯示自定義字符，故采用此方案。 電源模塊的選擇 方案一： 采用蓄電池為系統(tǒng)供電。蓄電池具有較強的電流驅動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。但是蓄電池的體積過于龐大，價格比較昂貴，對于我們的作品性價比不高。 方案二：采用 12V 穩(wěn)壓電源，經過 7805 的電壓變換后為單片機供電。經過實驗驗證，輸出電壓供電時，單片機及外設的工作電壓不夠，性能不穩(wěn)定。 方案三：采用 USB 串口輸出電壓，其電壓輸出穩(wěn)定，符合產品的需求，但是其不可移動性降低了產品的靈活性，使用極其不便。 方案四：采用手頭上的 MP3 充電器電源，其輸出電壓可以穩(wěn)定在 伏，符合產品的需求，節(jié)省了一定的成本，大大簡化了制作 的難度，故采用此方案。 紅外發(fā)射接收 模塊 的選擇 方案一：紅外編碼和解碼模塊都有自己編程序來實現(xiàn)，好處可以學習紅外發(fā)射協(xié)議，但是難度大，容易出錯。 方案二：采用 PT2262IR 和 PT2272L6 配對的紅外發(fā)射和接收芯片，其編碼譯碼都由固件來實現(xiàn)。外圍電路的搭建稍復雜，但是有利于提高我們的動手能力，故采用方案。 經過反復的探討和論證我們最終確定智如下最終方案： 紅外遙控電子鐘溫度計 6 ? 采用 STC89C58 單片機作為整個電路的控制核心。 ? 采用 DS12C887R 時鐘芯片提供準確的時間。 ? 利用 DS18B20 采集當前環(huán)境的 溫度。 ? 采用蜂鳴器和二極管來完成聲光報警功能。 ? 采用用 1602 液晶作為人機交互界面。 ? 采用 MP3 充電器為系統(tǒng)提供基準電源。用兩節(jié) 伏電池為遙控模塊提供電源。 ? 采用 PT2262IR 和 PT2272L6 的配對使用完成產品的遙控與接收控制。 2 硬件系統(tǒng)的設計與功能實現(xiàn) STC89C58 單片機設計 圖 21 單片機設計 紅外遙控電子鐘溫度計 7 圖 22 復位電路設計 本方案采用 DS12C887 作為時鐘芯片，采用 Intel 總線模式，只啟用它的時鐘功能，利用了它的 61 個 NV RAM 作為存儲溫度報警記錄用。 圖 23 時鐘模塊設計 紅外遙控模塊的設計 紅外線遙控是利用波長為 ～ 。常用的紅外遙控系統(tǒng)分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分芯片 PT2262IR， 編碼芯片 PT2262IR發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后， VT 腳才輸出 瞬間 高電平，與此同時相應的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按 下時，PT226IR 不接通電源，發(fā)射電路不工作 。 PT2272L6 解碼芯片 在 數(shù)據(jù)成功接收就能一直保持對應的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。 其 6 路的并行數(shù)據(jù)，對應的地址編碼是 6 位。 發(fā)射與接收的地址