基于單片機的電子萬年歷的設(shè)計與實現(xiàn)畢業(yè)論文

1、<p>　　保密類別       編 號 </p><p>　　畢 業(yè) 論 文</p><p>　　基于單片機的電子萬年歷的設(shè)計與實現(xiàn)</p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　電子萬年歷是一種非常廣泛日

2、常計時工具，對現(xiàn)代社會越來越流行。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長，誤差小。對于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒和溫度等信息，還具有時間校準等功能。該電路采用AT89S52單片機作為核心，功耗小，能在3V的低壓工作，電壓可選用3~5V電壓供電。</p><p>　　本設(shè)計是基于51系列的單片機進行的電子萬

3、年歷設(shè)計，可以顯示年月日時分秒及周信息，具有可調(diào)整日期和時間功能。在設(shè)計的同時對單片機的理論基礎(chǔ)和外圍擴展知識進行了比較全面準備。在硬件與軟件設(shè)計時，沒有良好的基礎(chǔ)知識和實踐經(jīng)驗會受到很大限制，每項功能實現(xiàn)時需要那種硬件，程序該如何編寫，算法如何實現(xiàn)等，沒有一定的基礎(chǔ)就不可能很好的實現(xiàn)。在編寫程序過程中發(fā)現(xiàn)以現(xiàn)有的相關(guān)知識要獨自完成編寫任務困難重重，在老師和同學的幫助下才完成了程序部分的編寫。</p><p>　

4、　關(guān)鍵詞：單片機 萬年歷 DS1302 STC89C52 </p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外關(guān)于該論題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.3 本課題研究的目的1</p><

5、p>　　第2章系統(tǒng)基本方案選擇和論證2</p><p>　　2.1 單片機芯片的選擇2</p><p>　　2.2 顯示模塊選擇方案和論證2</p><p>　　2.3 時鐘芯片的選擇方案和論證2</p><p>　　2.4 溫度傳感器的選擇方案與論證3</p><p>　　第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)

6、4</p><p>　　3.1電路設(shè)計框圖4</p><p>　　3.2 主要單元電路的設(shè)計5</p><p>　　3.3 單片機中斷系統(tǒng)6</p><p>　　3.4 溫度采集模塊設(shè)計9</p><p>　　3.5顯示模塊的設(shè)計10</p><p>　　3.6系統(tǒng)的軟件設(shè)計11&l

7、t;/p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p><b>　　1.硬件測試13</b></p><p><b>　　2.軟件測試13</b></p><p><b>　　參考文獻14</b></p><p><b&

8、gt;　　附 錄15</b></p><p><b>　　后 記17</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p>　　隨著微電子技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展家用電子產(chǎn)品不但種類日益豐富而且變得更加經(jīng)濟實

9、用。單片微型計算機體積小、性價比高、功能強、可靠性高等獨有的特點在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應用。電子萬年歷是一種應用非常廣泛的日常計時工具。數(shù)字顯示的日歷鐘已經(jīng)越來越流行，特別是適合在家庭居室、辦公室、大廳、會議室、車站和廣場等使用。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外關(guān)于該論題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　電子萬年歷是一種非常廣泛日常計時工具它可以對年、月、日、周日、時、分、秒

10、進行計時。萬年歷設(shè)計是采用數(shù)字電路實現(xiàn)基于51系列單片機為核心顯示部分采用LCD液晶顯示可以同時顯示陽歷年、月、日、時、秒、鬧鐘、星期、溫度等信息。并具有可調(diào)整日期和時間功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，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大其應用有著非?，F(xiàn)實的意義。</p><p>　　1

11、.3 本課題研究的目的</p><p>　　LCD 液晶顯示的日歷鐘顯示清晰直觀、走時準確、可以進行夜視并且還可以擴展出多種功能。功能也越來越齊全，除了公歷年月日、時分秒、星期顯示及鬧鈴。但通過我們對各種電子鐘表、歷的不斷觀察總結(jié)發(fā)現(xiàn)目前市場的鐘、歷都存在一些不足之處比如時鐘不精確、產(chǎn)品成本太高、無環(huán)境溫度顯示等這都給人們的使用帶來了某些不便。為此設(shè)計了一種功能全面、計時準確、成本低廉的基于51單片機的萬年歷。

12、</p><p>　　1.4 本課題研究的內(nèi)容</p><p>　　論文立足于一個具體的制作實例，即以單片機為控制核心的電子萬年歷的設(shè)計與制作。具體做法是以單片機及其最小系統(tǒng)為核心，C51作為主控制系統(tǒng)，集時鐘芯片，液晶顯示，按鍵電路，復位電路等為一體，通過對單片機進行C語言設(shè)計，設(shè)計一個電子萬年歷。</p><p>　　第2章系統(tǒng)基本方案選擇和論證</p&g

13、t;<p>　　2.1 單片機芯片的選擇</p><p>　　本設(shè)計采用AT89S51芯片作為硬件核心，該芯片采用Flash ROM，內(nèi)部具有4KB ROM存儲空間,相對于本設(shè)計而言程序空間完全夠用。能于3V的超低壓工作,而且與MCS-51系列單片機完全兼容,而且運用于電路設(shè)計中時具備ISP在線編程技術(shù),當在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，避免芯片的多次拔插對芯

14、片造成的損壞。</p><p>　　2.2 顯示模塊選擇方案和論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費,且價格也相對較高,所以也不用此種作為顯示.</p><p><b&g

15、t;　　方案二：</b></p><p>　　采用LED數(shù)碼管動態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價格雖適中,對于顯示數(shù)字也最合適,而且采用動態(tài)掃描法與單片機連接時,占用的單片機口線少。但是由于數(shù)碼管動態(tài)掃描需要借助74LS164移位寄存器進行移位，該芯片在電路調(diào)試時往往會有很多障礙，所以不采用LED數(shù)碼管作為顯示。</p><p><b>　　方案三：</b><

16、/p><p>　　采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,對于電子萬年歷而言，一個1602的液晶屏即可，價格也還能接受,需要的接口線較多,但會給調(diào)試帶來諸多方便，所以此設(shè)計中采用LCD1602液晶顯示屏作為顯示模塊.</p><p>　　2.3 時鐘芯片的選擇方案和論證</p><p><b>　　方案一：&l

17、t;/b></p><p>　　直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。采用此種方案雖然可以減少時鐘芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的時間誤差較大。所以不采用此方案。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)時鐘，DS1302是美國DALLAS

18、公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流

19、充電的能力。主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護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)計中采用DS1302提供時鐘。</p><p>　　2.4 溫度傳感器的選擇方案與論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個相應阻值電

20、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，采集這兩個電阻變化的分壓值，并進行A/D轉(zhuǎn)換。此設(shè)計方案需用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格線性的，會產(chǎn)生較大的測量誤差。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　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)線進行數(shù)據(jù)傳輸，

21、易于與單片機連接，可以避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。因此，本設(shè)計DS18B20溫度傳感器作為溫度采集模塊。</p><p>　　電路設(shè)計最終方案決定</p><p>　　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AT89S51作為主控制系統(tǒng)；DS1302提供時鐘；DS18B20作為數(shù)字式溫度傳

22、感器；LCD1602液晶屏作為顯示。</p><p>　　第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)</p><p><b>　　3.1電路設(shè)計框圖</b></p><p>　　本系統(tǒng)的電路系統(tǒng)框圖如圖1所示。AT89S51單片機對DS1302和DS18B20寫入控制字并讀取相應的數(shù)據(jù)，繼而控制LCM1602作出對應的顯示。</p><p&

23、gt;<b>　　圖1 系統(tǒng)硬件框圖</b></p><p><b>　　系統(tǒng)硬件概述</b></p><p>　　本電路是由AT89S51單片機作為控制核心，能在3V超低壓工作，AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4kBytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只

24、讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51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存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案；時鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線

25、接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31*8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器?？僧a(chǎn)生年、月、日、周、時、分、秒，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點，同時具有掉電自動保存功能；溫度的采集由DS18B20完成，它具有獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理</p><p>　　3.2 主要單元電路的設(shè)計</p><p>

26、;　　AT89S52單片機主控制模塊的設(shè)計</p><p>　　AT89S52是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51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存儲單元，功能

27、強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S51具有如下特點：40個引腳，4kBytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128Bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。此外，AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電

28、模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC</p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在

29、FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><

30、p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的

31、內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 </p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　I/O口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀

32、端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作。這是由硬件自動完成的，不需要我們操心，1然后再實行讀引腳操作，否則就可能讀入出錯，如果不對端口置1，端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q^為1加到場效應管柵極的信號為1，該場效應管就導通對地呈現(xiàn)低阻抗，

33、此時即使引腳上輸入的信號為1，也會因端口的低阻抗而使信號變低使得外加的1信號讀入后不一定是1。若先執(zhí)行置1操作，則可以使場效應管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實現(xiàn)正確的讀入，由于在輸入操作時還必須附加一個準備動作，所以這類I/O口被稱為準雙向口。89C51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時都是準雙向。</p><p>　　單片機的最小系統(tǒng)如圖2所示：18引腳和19引腳接時鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容

34、的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出.第9引腳為復位輸入端,接上電容,電阻及開關(guān)后夠上電復位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端.單片機的最小系統(tǒng)如下圖所示：圖2中的晶振頻率為12MHz，復位方式為上電自動復位。</p><p>　　圖2時鐘電路模塊的設(shè)計</p><p>　　3.3 單片機中斷系統(tǒng)</

35、p><p>　　在提及單片機的最小系統(tǒng)后，現(xiàn)對單片機的另一重要應用系統(tǒng)即中斷系統(tǒng)做一個比較詳細的介紹。</p><p>　　在CPU 與外設(shè)交換信息時，存在著一個快速CPU與慢速的外設(shè)之間的矛盾。為解決這個問題，發(fā)展了中斷的概念。單片機在某一時刻只能處理一個任務，當多個任務同時要求單片機處理時，這一要求應該怎么實現(xiàn)呢？通過中斷可以實現(xiàn)多個任務的資源共享。所謂的中斷就是，當CPU正在處理某項事務

36、的時候，如果外界或者內(nèi)部發(fā)生了緊急事件，要求CPU暫停正在處理工作而去處理這個緊急事件，待處理完后，再回到原來中斷的地方，繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序，這個過程稱作中斷。 </p><p>　　從中斷的定義我們可以看到中斷應具備中斷源、中斷響應、中斷返回這樣三個要素。中斷源發(fā)出中斷請求，單片機對中斷請求進行響應，當中斷響應完成后應進行中斷返回，返回被中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。MCS-51單片機的中斷源共有兩

37、類，它們分別是：外部中斷和內(nèi)部中斷。外部中斷0(INT0)來自P3.2引腳，通過外部中斷0觸發(fā)方式控制位IT0(TCON.0)，來決定中斷輸入信號是低電平有效還是負跳變有效。一旦輸入信號有效，便使IE0標志置一，向CPU申請中斷；外部中斷1(INT1)來自P3.3引腳，通過外部中斷1觸發(fā)方式控制IT1(TCON.2)，來決定中斷輸入信號是低電平有效還是負跳變有效。一旦輸入信號有效，便使IE0標志置一，向CPU申請中斷。內(nèi)部中斷有三個：T

38、F0,TF1,RI或TI。TF0（TCON.5），片內(nèi)定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標志。當定時/計數(shù)器T0發(fā)生溢出時，置位TF0，并向CPU申請中斷；TF1（TCON.7），片內(nèi)定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標志。當定時/計數(shù)器T1發(fā)生溢出時，置位TF1，并向CPU申請中斷；RI（SCON.0）或TI（SCON.1），串行口中斷請求標</p><p>　　MCS-51單片機為用戶提供了四個專用寄存器，來控制單片機的

39、中斷系統(tǒng)。定時器控制寄存器（TCON），該寄存器用于保存外部中斷請求以及定時器的計數(shù)溢出。進行字節(jié)操作時，寄存器地址為88H。按位操作時，各位的地址為88H～8FH，當CPU采樣到INT0（或INT1）端出現(xiàn)有效中斷請求時，IE0（IE1）位由硬件置“1”。當中斷響應完成轉(zhuǎn)向中斷服務程序時，由硬件把IE0（或IE1）清零， 當計數(shù)器產(chǎn)生計數(shù)溢出時，相應的溢出標志位由硬件置“1”。當轉(zhuǎn)向中斷服務時，再由硬件自動清“0”。計數(shù)溢出標志位的使

40、用有兩種情況：采用中斷方式時，作中斷請求標志位來使用；采用查詢方式時，作查詢狀態(tài)位來使用；串行口控制寄存器（SCON），進行字節(jié)操作時，寄存器地址為98H。按位操作時，各位的地址為98H~9FH，當發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)后，由硬件置“1”；在轉(zhuǎn)向中斷服務程序后，用軟件清“0”，當接收完一幀串行數(shù)據(jù)后，由硬件置“1”；在轉(zhuǎn)向中斷服務程序后，用軟件清“0”。串行中斷請求由TI和RI的邏輯或得到。就是說，無論是發(fā)送標志還是接收標志，都會產(chǎn)生串行中

41、斷請求；中斷允許控制寄存器（IE），進行字節(jié)操作時，寄存器地</p><p>　　DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘芯片，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RA

42、M寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。</p><p>　　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，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當Vcc2大于Vcc1＋0.2V時，Vcc2給DS1302供電。當Vcc2小于Vc

43、c1時，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(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RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上

44、電運行時，在Vcc>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，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，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取</p><p>　　圖3 DS1302與單片機的連接</p><p>

45、　　3.4 溫度采集模塊設(shè)計</p><p>　　采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，它是數(shù)字式溫度傳感器，具有測量精度高，電路連接簡單特點，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，使用Ｐ0.7與DS18B20的I/O口連接加一個上拉電阻,Vcc接電源,Vss接地。獨特的一線接口，只需要一條口線通信多點能力，簡化了分布式溫度傳感應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 測量溫度范

46、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。DS18B20連線如圖4所示：</p><p>　　圖4 DS18B20管腳連線</p><p>　　3.5顯示模塊的設(shè)計</p><p>　　如下圖5所示，采用LCM1602液晶顯示器，單片機P1口作為數(shù)據(jù)輸出口，RS，R\W，E分別通過10K的上拉電

47、阻連接到單片機的P0.0，P0.1,P0.2。VDD接5V電源，VSS接地。VEE為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。R/W為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。E(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。DB0-DB7為雙向

48、數(shù)據(jù)總線，同時最高位DB7也是忙信號檢測位。BLA、BLK分別為顯示器背光燈的正、負極。</p><p>　　圖5 LCM1602與單片機的連接 </p><p>　　3.6系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p><p><b>　　程序流程框圖</b></p><p>　　是 否</p>

49、<p>　　否 是 是 </p><p><b>　　是 </b></p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　系統(tǒng)仿真電路</b></p><p>　　

50、本次仿真使用軟件Protues7.0，該軟件元件庫豐富，元件封裝要求相對簡單且參數(shù)調(diào)整方便，除此之外，程序還可進行動態(tài)調(diào)試。系統(tǒng)仿真截圖如圖7所示：</p><p>　　圖7 系統(tǒng)仿真電路圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p><b>　　1.硬件測試</b></p><p>

51、;　　在Protues仿真結(jié)束后，于焊接板上完成了硬件組裝。在調(diào)試硬件時遇到過很多問題，但只要細心、認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：</p><p>　　接通電源后LCM1602沒有正確的顯示。在不通電狀態(tài)下用萬用表檢測電路是否正常連接，在檢查回路時發(fā)現(xiàn)有的點之間看似連接，但由于虛焊導致其并無電氣連接，只能對焊腳進行在加工直到解決問題。</p><p>　　電路

52、工作一段時間之后有的芯片發(fā)熱嚴重。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)原來是有尖銳的管腳刺破鄰近的漆包線造成短路，斷掉該線并再次連接可解決問題。</p><p><b>　　2.軟件測試</b></p><p>　　由于本系統(tǒng)涉及到多個子程序，多個芯片的編程。首先必須對可編程芯片的控制字即其控制指令要熟記于心。其次，芯片很多都有時鐘輸入端，需要晶振支持。對芯片的讀寫都需要在相應的觸發(fā)沿到來時才能

53、進行。由于DS18B20是串行通信數(shù)據(jù)，只用一個口線傳輸，在處理采集的模擬信號時需要一定的時間，會對延時有較高要求。所以在調(diào)用溫度子程序時，先關(guān)閉定時器1中斷允許，在溫度子程序反回時再打開定時器1中斷允許。</p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 楊子文.單片機原理及應用[M].西安電子科技大學出版社.2006.</p>

54、<p>　　[2] 王法能.單片機原理及應用[M].科學出版社。2004.</p><p>　　[3 朱定華戴汝平.單片微機原理與應用[M].北京交通大學出版社.2009.</p><p>　　[4] 劉勇.數(shù)字電路[M].電子工業(yè)出版社.2004.</p><p>　　[5] 唐穎.程菊花任條娟.單片機原理與應用及C51程序設(shè)計[M].清華大學出版&

55、lt;/p><p><b>　　社.2008.</b></p><p>　　[6] 趙茂泰．智能儀器原理及應用[M]，第2版．北京：電子工業(yè)出版社，2007．</p><p>　　[7] 楊素行．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程[M]，第3版．北京：高等教育出版社，2006．</p><p>　　[8] 沈小豐，余瓊?cè)兀娮泳€路實驗

56、—模擬電路實驗[M]．北京：清華大學出版社，2008．</p><p>　　[9] 沈小豐．電子線路實驗—數(shù)字電路實驗[M]．北京：清華大學出版社，2007．</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　主程序</b></p><p>　　/*--------------

57、----------------------------------*/</p><p>　　#include <reg52.h> </p><p>　　#include<stdio.h> </p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　#include "ds1

58、302.h"</p><p>　　#include "lcd1602.h"</p><p>　　#include "keyscan.h"</p><p>　　#include "iodef.h"</p><p>　　#include "18b20.h"&

59、lt;/p><p>　　/*------------------------------------------------*/</p><p>　　unsigned char state=1;</p><p>　　bit ds18is=1; </p><p><b>　　main()</b></p><

60、p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　JON_OFF();</p><p>　　//mms_Ring();</p><p><b>　　LABA=0;</b></p><p>　　InitLcd();

61、 </p><p>　　DelayMs(15); </p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　ds1302_init(); /*DS302初始化函數(shù)*/</p><p>　　//ds1302

62、_write_time();</p><p>　　ds18is=Init_DS18B20(); /*DS18b20初始化函數(shù)*/ </p><p>　　if(ds18is==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ds18is=Init_DS18B20(); /*DS18b20初始化函數(shù)*/&l

63、t;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　Wannianli();</p><p><b>　　}</b></p&g

64、t;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　后 記</b></p><p>　　在這學期的課程序設(shè)計中，收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨立思考、 動手制作的能力