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廣西工學(xué)院2011屆畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的電子萬年歷 編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書 課題名稱：基于單片機(jī)的電子萬年歷設(shè)計(jì) 院 （系）： 計(jì)算機(jī)工程系 　 　 專 業(yè)： 通信工程 班　　級(jí)：　　 通信072班　　　　　 學(xué)生姓名： 黃 董 學(xué) 號(hào)： 200700402056 　 指導(dǎo)教師： 袁 浩 浩 　 2011年 05月25日 II 摘 要 電子萬年歷是一種應(yīng)用非常廣泛日常計(jì)時(shí)工具，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)越來越重要。此電子萬年歷在硬件方面主要采用STC89C52單片機(jī)作為主控核心，由DS1302時(shí)鐘芯片提供時(shí)鐘、1602LCD液晶顯示屏顯示。STC89C52單片機(jī)是由Atmel公司推出的，功耗小，電壓可選用4～6V電壓供電；DS1302時(shí)鐘芯片是美國(guó)DALLAS公司推出的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長(zhǎng)，誤差??；對(duì)于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，數(shù)字顯示是采用的1602LED液晶顯示屏來顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等信息。此外，該電子萬年歷還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。在軟件方面，主要包括日歷程序、時(shí)間調(diào)整程序，顯示程序等。所有程序編寫完成后，在Keil軟件中進(jìn)行調(diào)試，確定沒有問題后，燒寫到單片機(jī)上進(jìn)行測(cè)試。 此設(shè)計(jì)主要由時(shí)鐘芯片DS1302和溫度傳感器DS18B20采集數(shù)據(jù)到單片機(jī)進(jìn)行處理再通過LCD1602顯示出來，本論文主要研究了液晶顯示器LCD及時(shí)鐘芯片DS1302，溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)之間的硬件互聯(lián)及通信，對(duì)數(shù)種硬件連接方案進(jìn)行了詳盡的比較，在軟件方面對(duì)日歷算法也進(jìn)行了論述。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；DS1302；DS18B20；LCD1602 Abstract Electronic calendar is a widely used tool for the daily time, more and more important in modern society. The electronic calendar in terms of hardware as the main control mainly STC89C52 microcontroller core, provided by the DS1302 clock chip clock, 1602LCD LCD display. STC89C52 microcontroller by Atmel introduced, the power consumption, voltage can be selected 4 ~ 6V voltage power supply; DS1302 clock chip introduced in the United States DALLAS low-power real time clock chip, which can be year, month, day, week, hours, minutes and seconds time, but also has leap-year compensation, and other functions, and the DS1302s long life, small error; for digital electronic calendar using an intuitive digital display, digital display is used 1602LED LCD screen to display, you can also shows year, month, day, week, hours, minutes, seconds and other information. In addition, the electronic calendar is also a time calibration and other functions. In terms of software, including calendar, time to adjust procedures, display procedures. All programming is completed, the Keil software debugging, make sure that no problem, programmed into the microcontroller for testing. This design mainly by the clock chip DS1302 temperature sensor to the microcontroller DS18B20 collect data for processing and then through the LCD1602 display, this thesis, the liquid crystal display LCD and clock chip DS1302, temperature sensor and microcontroller DS18B20 interconnection and communication between the hardware on Several hardware connection scheme for a detailed comparison of algorithms in software on the calendar have also been discussed. Key words: SCM; DS1302; DS18B20; LCD1602 目 錄 摘 要 I Abstract II 第 1 章 緒 論 1 1.1課題背景 1 1.2 課題意義 1 1.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及水平 1 第2章基于單片機(jī)萬年歷的方案研究 2 2.1 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 2 2.1.1 單片機(jī)芯片的選擇 2 2.1.2 顯示模塊選擇方案和論證 3 2.1.3 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證 3 2.1.4 溫度傳感器的選擇方案與論證 3 2.2 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 4 2.3 DS1302，DS18B20和LCD1602的原理及說明 4 2.3.1 LCD1602工作原理及說明 4 2.3.2 DS1302原理及說明 5 2.3.3 DS18B20工作原理及說明 6 第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7 3.1電路設(shè)計(jì)框圖 7 3.2系統(tǒng)硬件概述 8 3.3 主要模塊電路的設(shè)計(jì) 8 3.3.1 STC89C52單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計(jì) 8 3.3.2時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì) 10 3.3.3溫度采集模塊設(shè)計(jì) 11 3.3.4 顯示模塊的設(shè)計(jì) 12 3.4各模塊電路原理圖 12 3.4.1電源電路 12 3.4.2復(fù)位電路 12 3.4.3振蕩電路 13 3.4.4溫度采集電路 13 3.4.5通信電路 14 3.4.6顯示電路 15 3.4.7鍵盤電路 15 第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 16 4.1 程序流程框圖： 16 第5章 系統(tǒng)測(cè)試 18 5.1 硬件測(cè)試 18 5.2 軟件測(cè)試 18 結(jié)束語 19 致謝 19 參考文獻(xiàn) 20 附錄1：程序 22 37 第 1 章 緒 論 1.1課題背景 在當(dāng)代繁忙的工作與生活中，時(shí)間與我們每一個(gè)人都有非常密切的關(guān)系，每個(gè)人都受到時(shí)間的影響，隨著社會(huì)、科技的發(fā)展，人類得知時(shí)間，從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究、創(chuàng)新。為了在觀測(cè)時(shí)間的同時(shí)，能夠了解其它與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時(shí)間、日期、星期和溫度功能于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)。伴隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，給人類生活帶來了根本性的改變。由其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶。電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來的諸多方便，作為一種附加功能，現(xiàn)在越來越廣泛的被應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，具有廣闊的市場(chǎng)前景。 1.2 課題意義 電子萬年歷作為電子類小產(chǎn)品不僅是市場(chǎng)上的寵兒，也是是單片機(jī)設(shè)計(jì)培訓(xùn)中一個(gè)很實(shí)用的題目。因?yàn)檫@個(gè)課題有很好的開放性和可發(fā)揮性，對(duì)制作者的要求比較高，不僅考察了對(duì)單片機(jī)的掌握能力更加強(qiáng)調(diào)了對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展的應(yīng)用。而且要求設(shè)計(jì)的電子萬年歷在操作上力求簡(jiǎn)潔，功能上盡量齊全，顯示界面也要出色。所以，電子萬年歷制作無論從實(shí)用目的，還是從培養(yǎng)能力的角度來看都是很有價(jià)值的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。本電子萬年歷的設(shè)計(jì)在硬件方面主要采用STC89C52單片機(jī)作為主控核心，由DS1302時(shí)鐘芯片提供時(shí)鐘、1602LCD液晶顯示屏顯示。STC89C52單片機(jī)是由Atmel公司推出的，功耗小，電壓可選用4～6V電壓供電；DS1302時(shí)鐘芯片是美國(guó)DALLAS公司推出的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，而且DS1302的使用壽命長(zhǎng)，誤差小；數(shù)字顯示是采用的LED液晶顯示屏來顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等信息。此外，該電子萬年歷還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。在軟件方面，主要包括日歷程序、時(shí)間調(diào)整程序，顯示程序等。所有程序編寫完成后，在Keil軟件中進(jìn)行調(diào)試，確定沒有問題后，燒寫到單片機(jī)上進(jìn)行測(cè)試。最后在老師同學(xué)的幫助以及自己的努力下完成了此次電子萬年歷的設(shè)計(jì)。 1.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及水平 諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究萬年歷及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，對(duì)于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、周日、時(shí)、分、秒等信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。 綜上所述此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。近些年我國(guó)也開始重視對(duì)電子萬年歷的開發(fā)與設(shè)計(jì)，讓更多的電子時(shí)鐘能夠走進(jìn)人民生活，跟多人能夠應(yīng)用到功能強(qiáng)大，精度高的電子時(shí)鐘。但是仍然存在很多問題。 中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。 　　從什么角度分析中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r？以什么方式評(píng)價(jià)中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度？中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位和前景是什么？中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)問題關(guān)聯(lián)度如何……諸如此類，都是電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須面對(duì)和解決的問題——中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展已到了岔口；中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)急需選擇發(fā)展方向。 　　中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告闡述了世界電子萬年歷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開創(chuàng)性地提出了“新型電子萬年歷產(chǎn)業(yè)” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個(gè)維度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來”準(zhǔn)確地界定了“新型電子萬年歷產(chǎn)業(yè)” 及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵。根據(jù)“新型電子萬年歷產(chǎn)業(yè)” 及替代品的評(píng)價(jià)體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對(duì)中國(guó)電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了推演和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)中國(guó)的行政區(qū)劃和四大都市圈的電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全面的研究。 第2章基于單片機(jī)萬年歷的方案研究 2.1 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 2.1.1 單片機(jī)芯片的選擇 本設(shè)計(jì)采用STC89C52芯片作為硬件核心，該芯片采用Flash ROM，內(nèi)部具有8KB ROM存儲(chǔ)空間,相對(duì)于本設(shè)計(jì)而言程序空間完全夠用。能于5V電壓工作,而且與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容,而且運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)具備ISP在線編程技術(shù),當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，避免芯片的多次拔插對(duì)芯片造成的損壞。 2.1.2 顯示模塊選擇方案和論證 方案一： 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且價(jià)格也相對(duì)較高,所以也不用此種作為顯示。 方案二： 采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價(jià)格雖適中,對(duì)于顯示數(shù)字也最合適,而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí),占用的單片機(jī)口線少。但是由于數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描需要借助74LS164移位寄存器進(jìn)行移位，該芯片在電路調(diào)試時(shí)往往會(huì)有很多障礙，所以不采用LED數(shù)碼管作為顯示。 方案三： 采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,對(duì)于電子萬年歷而言，一個(gè)1602的液晶屏即可，價(jià)格也還能接受,需要的接口線較多,但會(huì)給調(diào)試帶來諸多方便，所以此設(shè)計(jì)中采用LCD1602液晶顯示屏作為顯示模塊。 2.1.3 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證 方案一： 直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然可以減少時(shí)鐘芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。所以不采用此方案。 方案二： 采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。因此，本設(shè)計(jì)中采用DS1302提供時(shí)鐘。 2.1.4 溫度傳感器的選擇方案與論證 方案一： 使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個(gè)相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個(gè)電阻變化的分壓值，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。此設(shè)計(jì)方案需用A/D轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴(yán)格線性的，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。 方案二： 采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。因此，本設(shè)計(jì)DS18B20溫度傳感器作為溫度采集模塊。 2.2 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 綜上各模塊的選擇方案與論證，確定最后的主要硬件資源如下：采用STC89C52作為主控制系統(tǒng)；DS1302提供時(shí)鐘；DS18B20作為數(shù)字式溫度傳感器；LCD1602液晶屏作為顯示。 2.3 DS1302，DS18B20和LCD1602的原理及說明 2.3.1 LCD1602工作原理及說明 (1)寄存器選擇控制 1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符,圖形寄存器選擇控制表如表2.1所示： 表2.1 LCD1602寄存器選擇控制表 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令寄存器（清屏指令等） 0 1 讀busy flag,以及讀取位址計(jì)數(shù)器（DB0~DB6）的值 1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) (2)指令集 1602通過D0～D7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。顯示模式設(shè)置(初始化)00111000[0x38]設(shè)置162顯示，57點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口；顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置：(初始化) 00001DCBD顯示(1有效)、C光標(biāo)顯示(1有效)、B光標(biāo)閃爍(1有效)。000001NS N=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加1并且光標(biāo)加1)，N=0(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減1并且光標(biāo)減1)，S=1且N=1(當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移)，S=0當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng)。數(shù)據(jù)指針設(shè)置：數(shù)據(jù)首地址為80H，所以數(shù)據(jù)地址為80H+地址碼(0-27H，40-67H)。其他設(shè)置：01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針=0，所有顯示=0)；02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針=0)。 2.3.2 DS1302原理及說明 (1) 時(shí)鐘芯片DS1302的工作原理 DS1302在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把SCLK端置 “0”，接著把RST端置“1”，最后才給予SCLK脈沖；讀/寫時(shí)序如下圖2.2所示。圖2.1為DS1302的控制字，此控制字的位7必須置1，若為0則不能把對(duì)DS1302進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。對(duì)于位6，若對(duì)程序進(jìn)行讀/寫時(shí)RAM=1，對(duì)時(shí)間進(jìn)行讀/寫時(shí)，CK=0。位1至位5指操作單元的地址。位0是讀/寫操作位，進(jìn)行讀操作時(shí)，該位為1；該位為0則表示進(jìn)行的是寫操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出的。表2.2為DS1302的日歷、時(shí)間寄存器內(nèi)容：“CH”是時(shí)鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行。“WP”是寫保護(hù)位，在任何的對(duì)時(shí)鐘和RAM的寫操作之前，WP必須為0。當(dāng)“WP”為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。 (2) DS1302的控制字 DS1302的控制字如圖2.1所示。控制字節(jié)的高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址；最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 圖2.1 DS1302的控制字 (3) 數(shù)據(jù)輸入輸出 在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。如下圖2.2所示： 圖2.2 DS1302讀與寫的時(shí)序圖 (3) DS1302的寄存器 DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表2.2。 表2.2 DS1302的日歷、時(shí)間寄存器 此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。 2.3.3 DS18B20工作原理及說明 DS18B20的讀寫時(shí)序和測(cè)溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s減為750ms。 DS18B20測(cè)溫原理如圖2.3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖2.3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。 圖2.3 DS18B20測(cè)溫原理框圖 第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3.1電路設(shè)計(jì)框圖 本系統(tǒng)的電路系統(tǒng)框圖如圖3.1所示。STC89C52單片機(jī)對(duì)DS1302和DS18B20寫入控制字并讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，繼而控制LCD1602作出對(duì)應(yīng)的顯示。 LCD1602液晶顯示模塊 STC89C52主控模塊 按鍵控制模塊 DS1302時(shí)鐘模塊 溫度采集模塊 圖3.1 系統(tǒng)硬件框圖 3.2系統(tǒng)硬件概述 本電路是由STC89C52單片機(jī)作為控制核心，能在5V電壓工作，STC89C52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kBytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C52引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案；時(shí)鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31*8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器?？僧a(chǎn)生年、月、日、周、時(shí)、分、秒，具有使用壽命長(zhǎng)，精度高和低功耗等特點(diǎn)，同時(shí)具有掉電自動(dòng)保存功能；溫度的采集由DS18B20完成，它具有獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊，測(cè)溫范圍 －55℃～＋125℃，固有測(cè)溫分辨率0.5℃，支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，如果數(shù)量過多，會(huì)使供電電源電壓過低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，工作電源:3～5V/DC，在使用中不需要任何外圍元件；顯示部份由LCD1602液晶顯示器完成，該顯示器為工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符（16列2行）。 3.3 主要模塊電路的設(shè)計(jì) 3.3.1 STC89C52單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計(jì) STC系列單片機(jī)是由STMicroelectronics 公司生產(chǎn)，并有宏晶公司做大陸代理的。本設(shè)計(jì)使用STC89C52作為控制核心，其管腳兼容其他51系列的單片機(jī)，以下對(duì)STC89C52進(jìn)行簡(jiǎn)單講解。 STC89C52單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，圖3.2是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。現(xiàn)在對(duì)各引腳功能說明如下（圖3.2）： 圖3.2 STC89C52單片機(jī)管腳圖 （1）主電源引腳 Vcc ：接＋5V電源正端。 Vss ：接＋5V電源地端。 （2）輸入／輸出引腳 P.0～P0.7：P0口的8個(gè)引腳。在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展I／O接口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向輸入／輸出接口。在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I／O接口時(shí)，P0口分時(shí)復(fù)用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 P1.0～P1.7：P1口的8個(gè)引腳?？勺鳛闇?zhǔn)雙向I／O接口使用。對(duì)于52子系列，P1.0 與 P1.1還有第二種功能：P1.0 可用作定時(shí)器／計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端T2。P1.1可用作定時(shí)器／計(jì)數(shù)器2的外部控制端T2EX。 P2.0～P2.7：P2口的8個(gè)引腳。可作為準(zhǔn)雙向I／O接口；有接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I／O接口且尋址范圍超過256個(gè)字節(jié)時(shí)，P2口用作高8位地址總線。 P3.0～P3.7：P3口的8個(gè)引腳。除作為準(zhǔn)雙向I／O接口使用外，還具有第二種功能 ，詳見表3.1。 表3.1 P3口第二功能表 引腳 第二功能 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） INT0（外部中斷0輸入） INT1（外部中斷1輸入） T0（定時(shí)器0的外部輸入） T1（定時(shí)器1的外部輸入） WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫控制信號(hào)） RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)） （3）控制總線 ALE／PROG：地址鎖存有效信號(hào)輸出端。在訪問片外程序存儲(chǔ)器期間，每機(jī)器周期該信號(hào)出現(xiàn)兩次，其下降沿用于控制鎖存P0口輸出的低8位地址。對(duì)于片內(nèi)含EPROM的機(jī)型，在編程期間，此引腳用作編程脈沖PROG的輸入端。 PSEN：片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，或稱片外取指信號(hào)輸出端。在向片外程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期該信號(hào)兩次有效（低電平），以通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 RST／V：（RST 是 RETET 簡(jiǎn)略寫法。）是復(fù)位端。單片機(jī)的振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。上電時(shí)，考慮到振蕩器有一定的起振時(shí)間，該引腳上高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復(fù)位。 Vcc掉電期間，該引腳如接備用電源VPD（電壓范圍+4.5V至+5.5V），可用于保存片內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)。當(dāng)Vcc下降到某規(guī)定值以下VPD，便向片內(nèi)RAM供電。 EA／VDD：片外程序存儲(chǔ)器選用端。該引腳有效（低電平）時(shí)只選用片外程序存儲(chǔ)器，否則計(jì)算機(jī)上電或6復(fù)位后先選用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。 （4）外接晶振引腳 XTAL1：片內(nèi)反相放大器輸入端。 XTAL2：片內(nèi)反相放大器輸出端。外接晶體時(shí)，XTAL1和 XTAL2各接晶體的一端，借外接晶體與片內(nèi)反相放大器構(gòu)成振蕩器。 圖3.3單片機(jī)最小系統(tǒng) 3.3.2時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì) DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1＋0.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，SCLK為時(shí)鐘輸入端。DS1302的控制字節(jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù);位5至位1指示操作單元的地址;最低有效位(位0)如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。此外，DS1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。DS1302與CPU的連接需要三條線，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。實(shí)際上，在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè)32.768kHz 的晶振即可。只是選擇晶振時(shí)，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入DS18B20，同時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度。只要占用CPU一個(gè)口線即可。 3.3.3溫度采集模塊設(shè)計(jì) 采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，它是數(shù)字式溫度傳感器，具有測(cè)量精度高，電路連接簡(jiǎn)單特點(diǎn)，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用Ｐ3.5與DS18B20的I/O口連接加一個(gè)上拉電阻,Vcc接電源,Vss接地。獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用無需外部元件可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.0V至5.5V無需備用電源 測(cè)量溫度范圍為-55度至+125度。-10度至+85度范圍內(nèi)精度為0.5度溫度傳感器可編程的分辨率為9～12位。 3.3.4 顯示模塊的設(shè)計(jì) 采用LCD1602液晶顯示器，單片機(jī)P0口作為數(shù)據(jù)輸出口，通過10R的上拉電阻連接到VCC，VCC接5V電源，GND接地。GND為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，可以通過滑動(dòng)變阻器RH1調(diào)顯示器的對(duì)比度（對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。R/W為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。E(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。DB0-DB7為雙向數(shù)據(jù)總線，同時(shí)最高位DB7也是忙信號(hào)檢測(cè)位。BLA、BLK分別為顯示器背光燈的正、負(fù)極。 3.4各模塊電路原理圖 3.4.1電源電路 由USB接口供5V電壓，此電源電路能夠給單片機(jī)提供穩(wěn)定的電壓，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作如圖3.7所示 圖3.7電源電路 3.4.2復(fù)位電路 無論用戶使用哪種類型的單片機(jī) ,總要涉及到單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的，本電路設(shè)計(jì)采用可靠的手動(dòng)復(fù)位方式，單片機(jī)復(fù)位電路如圖3.8所示 圖3.8復(fù)位電路 3.4.3振蕩電路 對(duì)于一個(gè)高可靠性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，晶體的選擇非常重要。在振蕩回路中，晶體既不能過激勵(lì)(容易產(chǎn)生高次諧波)也不能欠激勵(lì)(不容易起振)。晶體的選擇至少必須考慮：諧振頻點(diǎn)，負(fù)載電容，激勵(lì)功率，溫度特性，長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 在本設(shè)計(jì)中采用了11.0592MHZ的晶振。這樣有利于得到?jīng)]有誤差的波特率。特別是用于串口通信時(shí)，選用這種晶振比較好。單片機(jī)振蕩電路如圖圖3.9所示。 圖3.9震蕩電路 3.4.4溫度采集電路 單片機(jī)使用VCC與上拉電阻RDS1相連，再與DS18B20的2號(hào)引腳相接，上拉電阻取值4.7K。溫度傳感器采用外部供電方案，由1、3引腳提供電源。電路圖如下圖3.10： 圖3.10溫度采集電路 3.4.5通信電路 通信電路主要由MAX232芯片構(gòu)成，如下圖3.11所示。MAX232的T1IN引腳接在單片機(jī)TXD的P3.1引腳控制。TTL電平從單片機(jī)的TXD端發(fā)出，經(jīng)過MAX232轉(zhuǎn)換為RS-232電平后從MAX232的T1OUT引腳發(fā)出，再經(jīng)過隨板配送的交叉串口線后，連接至PC機(jī)的串口座的第二引腳RXD端，至此計(jì)算機(jī)收到數(shù)據(jù)。PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)從PC機(jī)串口座第三腳TXD端發(fā)出數(shù)據(jù)，再逆向流向單片機(jī)的RXD端P3.0接收數(shù)據(jù)。 圖3.11串口通信電路 3.4.6顯示電路 顯示電路由1602液晶接口插槽組成，如下圖3.12所示。液晶顯示器R/W端直接接地，表示只允許寫入，而不可以從中讀取。使能端E由單片機(jī)P0.7引腳控制，數(shù)據(jù)/命令選擇端由單片機(jī)的P2.6引腳控制。偏壓信號(hào)VL端與滑動(dòng)變阻器RH1相連，通過RH1可以調(diào)節(jié)顯示器的顯示對(duì)比度。RD1主要用于限流作用，起到一定的保護(hù)作用。顯示器數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)的P0對(duì)應(yīng)相連，單片機(jī)通過P0口可以向顯示器中輸入控制命令或要顯示的字符。 圖3.12顯示電路 3.4.7鍵盤電路 按鍵電路由3個(gè)按鍵組 成，主要是用于調(diào)節(jié)時(shí)間，日期和星期如圖3.13所示。 圖3.13按鍵電路 第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 4.1 程序流程框圖： 開始 初始化DS1302，溫度 鍵盤掃描 是否有按鍵按下 時(shí)鐘停止 Y 功能調(diào)節(jié) N Flag=1？ 時(shí)鐘顯示 獲取溫度并顯示溫度 結(jié)束 Y Y N 圖4.1主程序流程圖 主程序流程圖如上圖4.1所示。由于LCD1602，DS18B20,DS1302的數(shù)據(jù)讀取及指令寫入函數(shù)均已在各自的頭文件中完成，在主程序中只須引用即可。 由于在硬件電路方面上設(shè)計(jì)了時(shí)間調(diào)整按鍵和開關(guān)，因此應(yīng)有對(duì)應(yīng)的時(shí)間調(diào)整程序。時(shí)間調(diào)整程序的流程圖如圖4.2所示。 圖4.2 時(shí)間調(diào)整程序流程圖 第5章 系統(tǒng)測(cè)試 5.1 硬件測(cè)試 在調(diào)試硬件時(shí)遇到過很多問題，但只要細(xì)心、認(rèn)真檢查這些問題都是可以避免的，主要問題及解決辦法現(xiàn)列如下： (1) 認(rèn)真檢查電路是否有短路的地方，線與線之間，管腳刺破鄰近的漆包線之間是否連接在一起，有的話要用刀劃開，或者重新焊接。 (2) 檢查完畢后接通電源后LCD1602沒有正確的顯示。在不通電狀態(tài)下用萬用表檢測(cè)電路是否正常連接，在檢查回路時(shí)發(fā)現(xiàn)有的點(diǎn)之間看似連接，但由于虛焊導(dǎo)致其并無電氣連接，只能對(duì)焊腳進(jìn)行在加工直到解決問題。 5.2 軟件測(cè)試 由于本系統(tǒng)涉及到多個(gè)子程序，多個(gè)芯片的編程。首先必須對(duì)可編程芯片的控制字即其控制指令要熟記于心。其次，芯片很多都有時(shí)鐘輸入端，需要晶振支持。對(duì)芯片的讀寫都需要在相應(yīng)的觸發(fā)沿到來時(shí)才能進(jìn)行。由于DS18B20是串行通信數(shù)據(jù)，只用一個(gè)口線傳輸，在處理采集的模擬信號(hào)時(shí)需要一定的時(shí)間，會(huì)對(duì)延時(shí)有較高要求。所以在調(diào)用溫度子程序時(shí)，先關(guān)閉定時(shí)器1中斷允許，在溫度子程序反回時(shí)再打開定時(shí)器1中斷允許。 結(jié)束語 以上所述即是基于單片機(jī)電子萬年歷的設(shè)計(jì)全過程，經(jīng)過多次的反復(fù)測(cè)試與分析,對(duì)電路的原理及功能更加熟悉,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力.經(jīng)過此設(shè)計(jì)，基本完成了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。硬件層面而言操作相對(duì)簡(jiǎn)單，界面比較友好。 在硬件電路方面，詳盡解析了各個(gè)獨(dú)立元件的選擇依據(jù)，對(duì)數(shù)種方案進(jìn)行了全面的比較。在時(shí)鐘芯片的選擇上，若直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然可以減少時(shí)鐘芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。因此采用專業(yè)的時(shí)鐘芯片DS1302,它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能；在顯示模塊的選擇上，若采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價(jià)格雖適中,對(duì)于顯示數(shù)字也最合適,而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí),占用的單片機(jī)口線少。但是由于數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描需要借助74LS164移位寄存器進(jìn)行移位，該芯片在電路調(diào)試時(shí)往往會(huì)有很多障礙，因此本次設(shè)計(jì)選擇了LCD1602，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見；在溫度采集模塊的選擇上，沒有采用熱敏電阻，因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案需用A/D轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴(yán)格線性的，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。最后選擇了DS18B20,此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。從元件性能和組裝電路后的測(cè)試結(jié)果來看，硬件電路的設(shè)計(jì)是比較成功的,各個(gè)功能都能實(shí)現(xiàn)了。 致謝 在廣西工學(xué)院的四年學(xué)習(xí)時(shí)間即將過去，四年時(shí)間并不算長(zhǎng)，但對(duì)我而言，是磨礪青春、揮灑書生意氣的四年，也是承受師恩、增長(zhǎng)才干、提高學(xué)識(shí)的四年。我將以積極的面貌重新投入到火熱的工作和事業(yè)中。在此，謹(jǐn)對(duì)培育我的母校、教導(dǎo)我的老師、幫助我的同學(xué)們致予最誠摯的謝意和敬意。 這次課程設(shè)計(jì),我一直很努力地去做,過程中得到了老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們大力支持和熱心幫助，并對(duì)我的設(shè)計(jì)提出許多有益的建議，在此對(duì)他們表示衷心的感謝。同時(shí)也要感謝學(xué)校能給我這次機(jī)會(huì)去嘗試自己設(shè)計(jì)一些東西，使自己所學(xué)專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。最后也要感謝有關(guān)我參考過的文獻(xiàn)的作者，是他們?yōu)槲姨峁┲R(shí)的源泉，使我最終能順利地完成這次課程設(shè)計(jì)。 在畢業(yè)之際，我衷心地同學(xué)和朋友們?cè)谝院蟮娜松缆飞显阶咴綄拸V，也深深相信在未來的日子里我們將一路攜手前行，會(huì)遇到很多的碰撞和交流，我們將始終記得我們?cè)趶V西工學(xué)院同窗學(xué)習(xí)，這將是我克服困難、不斷前進(jìn)的精神動(dòng)力。 參考文獻(xiàn) [1]胡乾斌，李光斌，李玲，喻紅．單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用.華中科技大學(xué)出版社，1996． [2]劉勇．?dāng)?shù)字電路．電子工業(yè)出版社，2004． [3]陳正振．電子電路設(shè)計(jì)與制作．廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，2007． [4]楊子文．單片機(jī)原理及應(yīng)用．西安電子科技大學(xué)出版社，2006． [5]王萍．電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程．機(jī)械工業(yè)出版社，2009． 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lcdrs=P2^6; sbit lcdws=P2^5; sbit ds=P3^5;//ds18b20信號(hào)線 sbit beep=P2^3; //蜂鳴器管腳定義 sbit ACC_7 = ACC^7; //位尋址寄存器定義 sbit SCLK = P3^2; // DS1302時(shí)鐘信號(hào) sbit DIO= P3^3; // DS1302數(shù)據(jù)信號(hào) sbit CE = P3^4; // DS1302片選 sbit key3=P1^0;//功能鍵定義 sbit key4=P1^1;//增大鍵定義 sbit key5=P1^2;//減小鍵定義 uchar shi,fen,miao,year,month,day,week; uchar flag,s1num; uint temp; float f_temp; uint i; uint d; uchar code table2[]={0x20,0x20,0x2e,0x20,0xdf,0x43}; uchar code table[]="20 - - "; uchar code table1[]=" : : "; void delay(uint z)//延時(shí)1ms { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--); } void write_com(uchar com)//1602寫命令 { lcdrs=0; lcden=0; P0=com; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; } void write_data(uchar date)//1602寫數(shù)據(jù) { lcdrs=1; lcden=0; P0=date; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; } void dsreset(void) //DS18B20，初始化函數(shù) { uint i; ds=0; i=103; while(i>0)i--; ds=1; i=4; while(i>0)i--; } bit tempreadbit(void)//讀1位數(shù)據(jù)函數(shù) { uint i; bit dat; ds=0;i++; ds=1;i++;i++;//i++起到延時(shí)作用 dat=ds; i=8;while(i>0)i--; return(dat); } uchar tempread(void) //讀一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù) { uchar i,j,dat; dat=0; for(i=1;i<=8;i++) { j=tempreadbit(); dat=(j<<7)|(dat>>1); } return(dat); } void tempwritebyte(uchar dat) //向DS18B20寫一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù) { uint i; uchar j; bit testb; for(j=1;j<=8;j++) { testb=dat&0x01; dat=dat>>1; if(testb)//寫1 { ds=0; i++;i++; ds=1; i=8;while(i>0)i--; } else { ds=0; //寫0 i=8;while(i>0)i--; ds=1; i++;i++; } } } void tempchange(void) //DS18B20開始獲取溫度并轉(zhuǎn)換 { dsreset(); delay(1); tempwritebyte(0xcc); tempwritebyte(0x44); } uint get_temp() //獲取溫度 { uchar a,b; dsreset(); delay(1); tempwritebyte(0xcc); tempwritebyte(0xbe); a=tempread(); //讀高8位 b=tempread(); //讀低8位 temp=b; temp<<=8; //兩個(gè)字節(jié)組合成1個(gè)字節(jié) temp=temp|a; f_temp=temp*0.0625; temp=f_temp*10+0.5; f_temp=f_temp+0.05; //溫度在寄存器中為12位，分辨率為0.0625^ return temp; } void display(uchar addr,uchar dat) { w