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正文內(nèi)容

基于51單片機的多功能電子鐘設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(doc畢業(yè)設(shè)計論文)-文庫吧資料

2025-07-04 00:16本頁面
  

【正文】 wrbyte(0xcc)。 rxwait()。 float point_val = 。 unsigned int t=0。}float rdtemp(void){ unsigned char tplsb=0。 wrbyte(0xcc)。 rxwait()。i++。 dq=1。 i=8。 while (i0) i。 dq=1。 i++。 b=b1。j++) { btmp=bamp。 for(j=1。 uchar j。 }return(b)。i++){ j=rdbit()。 for(i=1。}uchar rdbyte(void){ uchar i,j,b。 while(i0) i。 b=dq。 i++。 i++。 bit b。 while (i0) i。 while(~dq)。}void rxwait(void){ uint i。 i=4。 while(i0) i。 dq=0。i125。void delay_temperature(uint t){ uint i。 //延時200ms flash_time_sign ()。 //時間的時和分之間顯示‘:’ continue。 //延時100ms date_time[TIME_SIGN_POS] = 39。 //更新設(shè)置的信息 display_calender_and_temp ()。 //顯示日歷及溫度 if (enable_set) //設(shè)置使能 { delay (100)。 //禁止鈴聲 } update_display_data ()。 //設(shè)置禁止 while(1) { if ( enable_play_song ) //鈴聲使能 { play_song()。 //日歷開啟 initial_irq ()。 主程序軟件實現(xiàn)圖41 主程序流程圖void main(){ lcd_init()。(2)同時按下S1鍵和S2鍵會將當前的時間恢復到程序中設(shè)定的默認時間。[20]系統(tǒng)中有四個按鍵,即:設(shè)置鍵S切換鍵S上調(diào)鍵S下調(diào)鍵S4。首先對STC89C5DS1288LCD160DS18B20進行初始化,日歷和溫度信息通過LCD1602顯示出來,當當前時間與設(shè)定的鬧鐘時間相同后,LCD1602上顯示的時間停止,但,實際上芯片內(nèi)部的時間仍然在走。 報警模塊電路如圖316所示。 圖315 按鍵模塊 蜂鳴器報警模塊蜂鳴器報警模塊的作用:當定時鬧鐘時間到時,蜂鳴器發(fā)出預設(shè)的聲音,而發(fā)光二極管則會隨著音樂閃爍。四個按鍵中S1為切換鍵,S2為設(shè)定鍵,S3為上調(diào)鍵,S4下調(diào)鍵。(INT0)引腳,由于該引腳為低電平有效,當警報發(fā)生時按下四個按鍵中任意一個都會使輸出1Y變?yōu)榈碗娖?,則芯片發(fā)生中斷,報警停止。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)。引腳3接一個1K的電位器來調(diào)整對比度,從而達到合適的背光燈對比度。溫度傳感器模塊電路如圖313所示。 圖312 時鐘模塊電路圖 溫度傳感器模塊溫度傳感器DS18B20的接法很簡單。因此R/W和DS引腳也為對應(yīng)INTEL的操作模式。圖311 最小系統(tǒng)電路圖 時鐘模塊本設(shè)計中的DS12887芯片AD0AD7引腳與STC89C52芯片的P2口相連接。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]。為可靠起見,電源穩(wěn)定后還要經(jīng)過一定的延時才撤銷復位信號,以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位。 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(shè)計.而單片機復位電路設(shè)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(shè)計完單片機系統(tǒng),并在實驗室調(diào)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(shè)計不可靠引起的[16]。晶振的負載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg為分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,Cic(集成電路內(nèi)部電容)+△C(PCB上電容)經(jīng)驗值為3至5pf。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。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。(一)晶振電路 最小系統(tǒng)晶振電路如圖39所示。本設(shè)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。讀狀態(tài)輸入:RS=L,R/W=H,E=H 輸出:D0D7=狀態(tài)字寫指令輸入:RS=L,R/W=L,D0D7=指令碼,E=高脈沖 輸出:無讀數(shù)據(jù)輸入:RS=H,R/W=H,E=H 輸出:D0D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入:RS=H,R/W=L,D0D7=數(shù)據(jù),E=高脈沖 輸出:無(2)狀態(tài)字說明: 表38 狀態(tài)字表對控制器每次進行讀寫操作之前,都必須進行讀寫檢測,確保STA7為0(3)指令說明: 表39 顯示模式設(shè)置表表310 顯示開/關(guān)及背光燈設(shè)置表(4)數(shù)據(jù)控制控制器內(nèi)部有一個數(shù)據(jù)地址指針,用戶可通過它們來訪問內(nèi)部的全部80字節(jié)RAM(5)數(shù)據(jù)指針設(shè)置 表311 數(shù)據(jù)指針設(shè)置表(6)其他設(shè)置 表312 其他設(shè)置指令表(三)LCD1602初始化過程(1)延時15ms(2)寫指令38H(不檢測忙信號)(3)延時5ms(4) 寫指令38H(不檢測忙信號)(5)寫指令5ms(6) 寫指令38H(不檢測忙信號)(7)之后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測忙信號(8)寫指令38H:顯示模式設(shè)置(9)寫指令08H:顯示關(guān)閉(10) 寫指令01H:顯示清屏幕(11) 寫指令06H:顯示光標移動設(shè)置(12) 寫指令0CH:顯示及光標設(shè)置 系統(tǒng)硬件架構(gòu)本設(shè)計以模塊化的方式來進行硬件電路的設(shè)計和調(diào)試。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(jié)讀寫時電平高低和變化。LCD1602 可以顯示兩行,每行16 個字符,采用+5V 電源供電,外圍電路配置簡單,價格便宜,具有很高的性價比[14]。本系統(tǒng)設(shè)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(shè)計,而且極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。 圖37 DS18B20接寄生電源圖 圖38 DS18B20外接電源圖 液晶顯示屏LCD1602 (一)LCD1602特點說明[12] [13]液晶顯示模塊由于具有低功耗、壽命長、體積小、顯示內(nèi)容豐富、價格低、接口控制方便等優(yōu)點,因此在各類電子產(chǎn)品中被極廣泛地推廣和應(yīng)用。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。圖36 DS18B20測溫原理圖 DS18B20與單片機的硬件連接有兩種方法:一是VDD接外部電源,GND接地I/O與單片機的I/O線相接;二是用寄生電源供電,此時VDD和GND接地,I/O接單片機I/O。DS1820 測溫范圍55℃~+125℃,℃遞增。溫度以16bit 帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出。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。斜坡式累加器用來補償感溫振蕩器的非線性,以期在測溫時獲得比較高的分辨力。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。計數(shù)器被預置到對應(yīng)于55℃的一個值。圖34 DS18B20原理圖DS18B20引腳定義:華氏器件67~+2570F, 遞增(7)溫度以9 位數(shù)字量讀出(8)溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時間200ms(典型值)(9)用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置(10)報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度(溫度報警條件)的器件(11)應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費品、溫度計或任何熱感測系統(tǒng)(二)DS18B20內(nèi)部工作原理 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成:64位光刻ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。具有全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)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(guān)產(chǎn)品的很好的選擇。 BIT0~BIT6:未用狀態(tài)位,讀出總為0,不能寫入?!窦拇嫫鱀 表36 DS12887寄存器DVRT:內(nèi)部鋰電池狀態(tài)位,平時應(yīng)總讀出1,如出現(xiàn)0,表明內(nèi)部鋰電池耗盡。 VF:更新周期結(jié)束標志位。 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。UIEPIE+AF PF=PIE=1;AF=AIE=1;UF=UIE=1;當下列表達式中一個或多個為真時,置1。當DSE位為0,這種特殊修正不發(fā)生。 AIE:定時鬧鐘中斷允許位,AIE為1,允許中斷,否則禁止中斷。 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。 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。 b 用SQWE位允許SQAW輸出; RS3,RS2,RS1,RS0:頻率選擇位,通過這四個位用戶可以: DV0,DV1,DV2:用于晶振和復位分頻鏈的開啟。s內(nèi)不會發(fā)生。 ●寄存器A 表32 DS12887寄存器AUIP:更新位。(三)DS12887的內(nèi)部功能(1) 地址分配圖沒有中斷條件滿足時,IRQ處于高阻態(tài)。 R/W(讀/寫輸入):R/W管腳同樣也有兩種操作模式。 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。AS(地址選通輸入):地址鎖存引腳。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。 (8)中斷信號輸出(IRQ)和總線兼容,定時鬧鐘中斷、周期性中斷、時鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽,也可分別進行測試。 (6)內(nèi)部共有128個RAM單元,這在常用的實時時鐘中屬于較大的。 (5)可選擇MOTOROLA和INTEL總線時序。 (4)可通過編程選擇12小時或24小時制,12小時時鐘模式帶有PM和AM提示,此外還有有夏令時功能。 (3)可通過編程選擇BCD碼或者二進制數(shù)表示日歷和定時鬧鐘。 (2)可計時至2100年前的秒、分、時、星期、日、月、年等日歷信息并帶有閏年補償功能。 (1)內(nèi)含一個鋰電池,斷電可以運行十年,并且不會丟失數(shù)據(jù),時間功能正常運行。 實時時鐘芯片DS12887 (一)DS12887功能特點[9] [10]DS12887是美國達拉斯半導體公司推出的時鐘芯片,此芯片是基于CMOS技術(shù)的,把時鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部,這無疑大大簡化了外圍電路,同時它與目前IBM AT計算機常用的時鐘芯片MC146818B和DS1287芯片引腳兼容,可直接進行對等交換。如EA端為高電平(接Vcc端),CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。EA/VPP——外部訪問允許,欲使CPU僅訪問外部程序存儲器(地址為0000HFFFFH),EA端必須保持低電平(接地)。此外,該引腳會被微弱拉高,單片機執(zhí)行外部程序時,應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。如有必要,可通過對特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中的8EH單元的D0位置位,可禁止ALE操作。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。ALE/PROG——當訪問外部
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