基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)和數(shù)字鐘設(shè)計(jì)(已修改)

　

【正文】 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 2》課程設(shè)計(jì)說明書 摘 要 隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到生活 、 工作 、 科研 等 各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù) 。 本文將介紹一種基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì) 和數(shù)字鐘， 本 數(shù)字 溫度計(jì)屬于多功能溫度計(jì)，可以 任意 設(shè)置 溫度 的 上下 限 報(bào)警 功能 ，當(dāng)溫度不在設(shè) 定 范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警 ；本數(shù)字鐘可以 同步 顯示時(shí)間日歷，日期和時(shí)間都可通過按鍵 校 整。本 系統(tǒng)采用的 DS1302 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。本系統(tǒng)顯示部分 采用 LCD 液晶顯示屏顯示，可通過按鍵切換工作界面，工作方便，外形美觀。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) AT89S52； 時(shí)間同步； DS18B20； DS1302 Abstract With the era of progress and development, singlechip technology has spread to live, work, research and other fields, has bee a relatively mature technology. This paper will introduce a singlechip microputerbased control of digital thermometer and digital clock, the digital thermometer are multipurpose thermometer, you can arbitrarily set the upper and lower limits of temperature alarm function, when the temperature range is not set, it could be reported。 the digital clock can synchronize the calendar shows the time, date and time can be through the whole school keys. The system uses the DS1302 can provide programmable powerdown to protect the charging function, and can turn off the charging function. Part of the system showed that the use of LCD liquid crystal display screen, can work through the key switch interface to facilitate the work of beautiful appearance. Key words: Single Chip AT89S52。 Time Synchronization。 DS18B20。 DS1302 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 2》課程設(shè)計(jì)說明書 1 1 設(shè)計(jì)背景 隨著人們生活水平的不斷提高 ，單片機(jī)控 制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它 給人帶來的方便 是不可否定的，其中數(shù)字溫度計(jì) 和數(shù)字鐘 就是一個(gè)典型的例子，但人們對(duì)它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活提供更好的更方便的設(shè)施就需要從單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化 、 智能化控制 的 方向發(fā)展。 本 文 所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確 度高 ，其輸出溫度 采用數(shù)字顯示，主要 適 用于對(duì)測(cè)溫 要求比較 準(zhǔn)確的場(chǎng)所 或科研實(shí)驗(yàn)室 ；本 文 所介紹的數(shù)字鐘采用了 低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 DS1302，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N 功能。同時(shí)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。 本系統(tǒng)選用 低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器 AT89S52 作 為控制核心 ， 采用 溫 度傳感器 DS18B20 準(zhǔn)確測(cè)量溫度 ， 采用液晶顯示屏 LCD1604 顯示 實(shí)時(shí)溫度 和 同步的時(shí)間日歷。經(jīng)過反復(fù)測(cè)試，本系統(tǒng) 能準(zhǔn)確 完成各項(xiàng)功能。 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 2》課程設(shè)計(jì)說明書 2 2 方案 論證 系統(tǒng) 總體 設(shè)計(jì)方案論證 方案一 采用熱敏電阻的感溫效應(yīng)測(cè)量溫度，采用 LED 數(shù)碼管顯示 實(shí)時(shí)溫度 和 同步的時(shí)間日歷 。 本系統(tǒng)的 測(cè)溫電路可使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，將隨被 測(cè)溫度變化的電壓 值 或電流 值 進(jìn)行 采集， 經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后 用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù) 處理， 然后用 LED 數(shù)碼管將被測(cè)溫度顯示出來 。 這種設(shè)計(jì) 方案 需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路， 其 感溫電路比較 繁雜 ，采用LED 數(shù)碼管顯示時(shí)間日歷至少需要 8 位數(shù)碼管 ， 顯示 電路繁雜，能量損耗大 。 方案二 采用溫度傳感器 DS18B20 測(cè)量 溫度，采用 LCD 液晶顯示屏顯示 實(shí)時(shí)溫度和同步的時(shí)間日歷 。本系統(tǒng)可 考慮 選 用 一只溫度傳感器 DS18B20， DS18B20 不僅可以很容易直 接讀取被測(cè)溫度值 進(jìn)行顯示，而且溫度傳感器 DS18B20 具有 獨(dú)特的一線接口，只需要一條 口線就可多點(diǎn)通信，無需外部元件，簡化了分布式溫度傳感應(yīng)用。本系統(tǒng)采用 液晶顯示屏LCD1604 顯示 實(shí)時(shí)溫度和同步的時(shí)間日歷 ， 電路簡單 ， 功耗低，顯示信息量大， 顯示質(zhì)量高，顯示 界面美觀、友好，可以很好的 滿足設(shè)計(jì)要求 。 綜上所述，方案一的感溫電路和顯示電路設(shè)計(jì)繁雜，能量損耗大；方案二的設(shè)計(jì) 電路簡單，顯示界面美觀、友好 ，并且軟件設(shè)計(jì)也比較簡單，所以本系統(tǒng)選用 方案二 實(shí)現(xiàn) 實(shí)時(shí)溫度和同步的時(shí)間日歷 的顯示功能 。 系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)框圖 數(shù)字 溫度計(jì) 和數(shù)字鐘 電路 的 總體設(shè)計(jì)方框圖如圖 1 所示 。 圖 1 總體設(shè)計(jì) 方框圖 主 控 制 器 LCD顯 示 溫 度 傳 感 器 單片機(jī)復(fù)位 時(shí)鐘振蕩 掉電保護(hù)電路 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 2》課程設(shè)計(jì)說明書 3 本系統(tǒng) 控制器采用單片機(jī) AT89S52，溫度傳感器采用 DS18B20， 采 用 DS1302 實(shí)現(xiàn)掉電 充電 功能，用液晶顯示屏 LCD1604 顯示 實(shí)時(shí)溫度和同步的時(shí)間日歷 。 主控制器 單片機(jī) AT89S52 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用 ， 系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 顯示電路 顯示電路采用 液晶顯示屏 LCD1604 進(jìn)行顯示 ， 單片機(jī)從 P0 口 傳輸 溫度 和 時(shí)間 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng) LCD1604 進(jìn)行顯示 。 LCD1604 的接口定義如表 1 所示。 表 1 LCD1604 的接口定義 引腳號(hào) 標(biāo)識(shí) 說明 PIN1 GND 接 0V PIN2 VCC 接 PIN3 V0 對(duì)地接電阻 4702K PIN4 RS RS=0，指令寄存器； RS=1，數(shù)據(jù)寄存器 PIN5 R/W R/W=0，寫； R/W=1，讀 PIN6 E 允許信號(hào) PIN7 D0 數(shù)據(jù) 0 PIN8 D1 數(shù)據(jù) 1 PIN9 D2 數(shù)據(jù) 2 PIN10 D3 數(shù)據(jù) 3 PIN11 D4 數(shù)據(jù) 4 PIN12 D5 數(shù)據(jù) 5 PIN13 D6 數(shù)據(jù) 6 PIN14 D7 數(shù) 據(jù) 7 PIN15 LED+ 背光正極，接 5V PIN16 LED 背光負(fù)極，接 0V LCD1604 顯示字符或漢字的原理如下。 ( 1 ) 線段的顯示 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M*N個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD顯示屏有 64行，每行有 128列，每 8列對(duì)應(yīng) 1字節(jié)的 8位，即每行由 16字節(jié)，共 16*8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上 64*16個(gè)顯示單元與顯示 RAM區(qū) 1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由 RAM區(qū)的 00H~00FH的 16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng) (000)=FFH時(shí)，如屏的左上角顯示一條短亮線，長度為 8個(gè)點(diǎn)；當(dāng) (3FFH)=FFH時(shí)，則顯示屏的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)(000H)=FFH， (001H)=00H， (002H)=FFH， (003H)=00H， ? (00EH)=FFH， (00FH)=00H時(shí)，武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 2》課程設(shè)計(jì)說明書 4 則在屏的頂部顯示一條由 8段亮線和 8段暗線組成的虛線。 ( 2 ) 字符的顯示 用 LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6*8或 8*8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同的位為 “1”，其它的為“0”，為 “1”的點(diǎn)亮，為 “0”的不亮，這樣就組成某個(gè)字符。但 若 內(nèi)帶字符發(fā)生器 則 可工作在文本方式， 根據(jù) 行列號(hào)及每行的列數(shù)找出 對(duì)應(yīng) RAM地址，光標(biāo) 處 送上字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 ( 3 ) 漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼，每個(gè)漢字占 32B，分左右兩半