【正文】 ................................................................................................. 35 溫度采集模塊 ............................................................................................... 36 6 系統(tǒng)調(diào)試 .......................................................................................................... 38 單片機(jī)基礎(chǔ)電路調(diào)試 ................................................................................... 38 顯示電路的調(diào)試 ........................................................................................... 39 DS1302 電路的調(diào)試 ...................................................................................... 39 環(huán)境溫度采集電路的調(diào)試 ........................................................................... 39 按鍵電路的調(diào)試 ........................................................................................... 39 7 結(jié)論 ................................................................................................................. 40 致 謝 ................................................................................................................... 41 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 42 附錄 A 中文文獻(xiàn) ................................................................................................. 43 附錄 B 外文文獻(xiàn) ................................................................................................ 49 附錄 C 總設(shè)計(jì)原理圖 ........................................................................................ 57 附錄 D 多功能計(jì)算器仿真圖 ............................................................................ 58 附錄 E 標(biāo)準(zhǔn)字符庫(kù) ............................................................................................ 59 附錄 F 程序 ........................................................................................................ 60 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 0 前言 計(jì)算器在人們的日常生活中是比較常見的電子產(chǎn)品之一。 時(shí)間是人類生活必不可少的元素， 對(duì)人們來(lái)說(shuō)時(shí)間是那么的寶貴， 如果沒(méi)有時(shí)間的觀念，人們的生活就會(huì)紊亂，社會(huì)秩序也將不會(huì)有井有條。溫度也是人們生活中必不可少的元素，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也有很多場(chǎng)合要測(cè)量環(huán)境溫度，所以 我設(shè)計(jì)了一個(gè)以計(jì)算為主的，同時(shí)可以顯示時(shí)間和顯示周圍溫度的多功能計(jì)算器，這對(duì)于我們的生活將有著重要的意義。時(shí)間部分是數(shù)字時(shí)鐘，它是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更長(zhǎng)的使用壽命。溫度部分是測(cè)量周圍環(huán)境的溫度，可以應(yīng)用到很多領(lǐng)域，比如溫室大棚等， 該設(shè)計(jì)將成為人們生活中不可少的必需品。該設(shè)計(jì)采用 STC89C52 作為核心處理芯片分別對(duì)時(shí)鐘芯片 DS130溫度傳感器DS18B20 進(jìn)行讀寫控制，并將讀到的數(shù)據(jù)送給 LCD1602 顯示出來(lái)，計(jì)算部分通過(guò)判斷按鍵直接顯示在 LCD 上。其中最成功的是 INTEL 的 8031，此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列MCU 系統(tǒng)。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位 單片機(jī) ，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。隨著 INTEL i960 系列特別是后來(lái)的 ARM 系 列的廣泛應(yīng)用， 32 位 單片機(jī) 迅速取代 16 位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。高端的 32 位 Soc 單片機(jī) 主頻 已經(jīng)超過(guò) 300MHz，性能直追 90 年代中期的專用 處理器 ，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至 1 美元，最高端的型號(hào)也只有 10 美元。而在作為 掌上電腦 和手機(jī)核心處理的高端 單片機(jī) 甚至可以直接使用專用的Windows 和 Linux 操作系統(tǒng) 。單片機(jī)由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)（最小系統(tǒng)），和計(jì)算機(jī)相比， 單片機(jī)缺少了外圍設(shè)備等。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。隨著 微電子技術(shù) 、 IC 設(shè)計(jì)、 EDA 工具的發(fā)展，基于 SoC 的 單片機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 LCD 發(fā)展?fàn)顩r 液晶顯示器 TFT LCD ，全稱為薄膜晶體 管液晶顯示器 (Thin Film Transistor LiquidCrystal Displayer)，一般簡(jiǎn)稱 LCD(Liquid Crystal Display)。最簡(jiǎn)單的液體晶體管就是我們常見的小型計(jì)算器以及電子手表上面的液晶字符屏幕。沒(méi)有電流通過(guò)的時(shí)候，長(zhǎng)棒狀的原料晶體分子是無(wú)規(guī)則排列的，光線無(wú)法隨意透過(guò)玻璃，外表看上去就是黑色。通過(guò)把液晶材料進(jìn)行不同的排列，組成不同的字符形狀，就能通過(guò)電流控制其開關(guān)顯示，以顯示出我們說(shuō)需要的字符。 1970 年，弗格森制造了第一臺(tái)能夠工作的 LCD，而在此之前的所謂 LCD 都是耗電量大而且對(duì)比度極低的昂貴設(shè)備。當(dāng)然，那時(shí)候的 LCD 還是單色產(chǎn)品，但是已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的字符型液晶屏幕了。所謂偏振玻璃，就是光線通過(guò)這樣的玻璃之后，就會(huì)從球面波或者高斯球面波，變成只在一個(gè)平面上振動(dòng)的波，稱為偏振光。如果大家對(duì)這方面有興趣，可以參閱有關(guān)的大學(xué)物理書籍。光線通過(guò) 第一片偏振玻璃 a 后，假設(shè)這 X 方向偏振，通過(guò)液晶后，液晶通電流之后，在電場(chǎng)極化作用下，呈規(guī)則排列， X 偏振光不會(huì)有任何改變，投射到 b 玻璃上。而如果液晶沒(méi)有電場(chǎng)作用，就是沒(méi)有通電流，通過(guò)無(wú)規(guī)則排列的液晶， X 偏振光的偏振方向會(huì)發(fā)生改變，旋轉(zhuǎn) 90 度，旋轉(zhuǎn)后 X 偏振光的偏振方向剛好和 b 偏振玻璃的偏振方向一樣，就是 X+90=Y，光線就能通過(guò) b 玻璃了。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒、分、時(shí)、： 多功能計(jì)算器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4 日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò) AM/PM標(biāo)志位決定采用 24 或 12 小時(shí)時(shí)間格式。時(shí)鐘 /RAM的讀 /寫數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá) 31 字節(jié)的字符組方式通信。 DS18B20 溫度傳感器簡(jiǎn)介 新的 “一線器件 ”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì) ， Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 “一線總線 ”接口的溫度傳感器。 DS18BDS1822 “一線總線 ”數(shù)字化溫度傳感器同 DS1820 一樣， DS18B20 也支持 “一線總線 ”接口，測(cè)量溫度范圍為 55176。C，在 10~+85176。176。 DS1822 的精度較差為177。C 。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。176?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。 DS18B20 的性能是新一代產(chǎn)品中最 好的 !性能價(jià)格比也非常出色 ! DS1822 與 DS18B20 軟件兼容，是 DS18B20 的簡(jiǎn)化版本。2176。繼 “一線總線 ”的早期產(chǎn)品后，DS1820 開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。 選題 選題的背景和意義 單片機(jī)的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)制造技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物，它是嵌入式控制系統(tǒng)的核心 ，如今，它已廣泛的應(yīng)用到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，電子、科技、通信、汽車、工業(yè)等。計(jì)算器是人們普遍擁有電子產(chǎn)品之一。從電子時(shí)鐘的發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)將近半個(gè)世紀(jì)了，從最初的德克薩斯儀器推出的 4 位單片機(jī)電遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 子時(shí)鐘到當(dāng)今的 32 位，從當(dāng)時(shí)價(jià)錢昂貴且體積大到現(xiàn)在的精致小型，從以前的單一的時(shí)間顯示到現(xiàn)代的可以顯示溫度、濕度等更多功能的電子時(shí)鐘，都積累了眾多科學(xué)家的努力和心血。所以設(shè)計(jì)這樣的一個(gè)多功能計(jì)算器是很有意義的。本文設(shè)計(jì)應(yīng)用 STC89C52 芯片作為核心， LCD1602 顯示，計(jì)算器通過(guò)按鍵直接可以顯示在 LCD 上，不需要加任何其它芯片，而電子時(shí)鐘需使用時(shí)鐘芯片 DS1302 完成時(shí)鐘日期的功能，同時(shí)利用溫度傳感器 DS18B20測(cè)量周圍環(huán)境溫度，并且可以依靠按鍵隨時(shí)對(duì)日期、 時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。 當(dāng)用手觸摸 DS18B20 溫度傳感器時(shí)，溫度就會(huì)變化。： 多功能計(jì)算器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 6 2 需求分析 用戶需求 在做畢設(shè)之前，我對(duì)計(jì)算器做了調(diào)查，走訪了商場(chǎng)，飯店等地方。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不斷推動(dòng)著科技的發(fā)展，而科技的發(fā)展又帶動(dòng)了電子行業(yè)，各種各樣的電子產(chǎn)品紛紛涌出。 計(jì)算器隨著供應(yīng)量的增多、用戶使用方便度日益更新，從又大又重到又小又輕，從復(fù)雜的模擬電路到一塊幾厘米的單片機(jī)，從簡(jiǎn)單的加減乘除運(yùn)算到乘方、開方運(yùn)算，指數(shù)、對(duì)數(shù)、三角函 數(shù)、反三角函數(shù)的計(jì)算不斷的變化著。 所以 我決定設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算器，附加上時(shí)間，日期和溫度 ，這些都是人們生活中不可缺少的要素 。 市場(chǎng)需求 經(jīng)過(guò)走訪 許多電子產(chǎn)品商場(chǎng)，從銷售員那里得知 ，現(xiàn)在人們考慮的是 計(jì)算器的 功能，價(jià)格 ，體積， 當(dāng)然是買他們需求的功能，價(jià)格便宜，體積小的計(jì)算器。 隨著科技的不斷更新，單片機(jī)的種類也層出不窮，而且功能更加完善，這也給開發(fā)商帶來(lái)了很多的機(jī)會(huì)。 市場(chǎng)前景十分看好。 2） 時(shí)鐘電路 ： 本設(shè)計(jì)選用 DS1302 來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘電路 ，與單片機(jī) 口相連 。 3） 環(huán)境溫度采集電路 ： 考慮到 硬件電路復(fù)雜 度 ，軟件調(diào)試 復(fù)雜 度及 制作成本 ，本設(shè)計(jì)選用 DS18B20 作為 溫度傳感器 ， 單片機(jī)到 DS18B20 僅需要一條線 ，即與單片機(jī) 口相連，讀寫和完成溫度變換所需要的電源可由數(shù)據(jù)線本身提供，而無(wú)需外部電源。 軟件結(jié)構(gòu) 對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，匯編， C 都可實(shí)現(xiàn)編程，編譯器會(huì)根據(jù)寫的程序翻譯成單片機(jī)的機(jī)器碼，不存在哪個(gè)芯片專用 C 或匯編； 只是匯編和 C 有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。使用標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言的程序，幾乎都可以不作改變移植到不同的微機(jī) 平臺(tái)上，對(duì)于嵌入式等的微控制芯片，屬于標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言的部分也很少需要修改，而且程序很容易讀懂。 所以本設(shè)計(jì)采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編程。模塊化程序不僅易移植，易修改，易維護(hù)，而且其結(jié)構(gòu)清晰明了，讓人容易理解。 STC89C52 單片機(jī)是一款低功耗、低電壓、高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8KB（可經(jīng)受 1000 次擦寫周期）的 FLASH 可編程可反復(fù)擦 寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ EPROM），器件采用 CMOS 工藝和 ATMEL 公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)器（ NURAM）技術(shù)制造，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MCS51 兼容，片內(nèi)的 FLASH 存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)編程器來(lái)編程。 主要特性如下： 1） 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。 3） 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。 5） 片上集成 512 字節(jié) RAM。 7） ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過(guò)串口（ RxD/,TxD/）直接下載 用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 。 9） 具有看門狗功能 。即定時(shí)器 T0、 T T2。 ： 多功能計(jì)算器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 10 12） 通用異步串行口（ U