基于51單片機的電子萬年歷與溫度檢測報警系統(tǒng).doc

作品名稱：基于單片機的萬年歷與溫度檢測報警系統(tǒng)目錄摘要1一、設(shè)計要求與方案論證11設(shè)計要求212系統(tǒng)方案選擇和論證213電路最終方案確定4二、電子萬年歷與溫度采集報警硬件設(shè)計和實現(xiàn)21系統(tǒng)設(shè)計421.1系統(tǒng)設(shè)計框圖421.2系統(tǒng)硬件需求介紹422系統(tǒng)硬件各模塊作用522.1單片機核心控制模塊522.2實時時鐘電路模塊622.3數(shù)字溫度傳感器模塊1322.4液晶顯示電路模塊1722.5蜂鳴器電路模塊（2個）2222.6USB和外部電源供電模塊2323系統(tǒng)電路圖設(shè)計2323.1系統(tǒng)電路原理框圖和原理圖23三、軟件設(shè)計與分析31系統(tǒng)軟件流程圖2531.1DS12C87程序流程圖2531.2DS18B20程序流程圖2631.3鍵盤掃描程序流程圖2731.4主程序流程圖28四、系統(tǒng)測試41測試工具2942軟件測試2943硬件測試30五、設(shè)計總結(jié)和心得41設(shè)計總結(jié)與心得31參考文獻32附錄一：程序清單33附錄三：實物圖片48基于單片機的萬年歷與溫度檢測報警系統(tǒng)摘要隨著社會發(fā)展需求的改變，電子萬年歷是一個應(yīng)用非常廣泛的實用日常計時工具，帶有顯示世紀，年，月，日，星期，時，分，秒和按鍵可調(diào)時間及其按鍵設(shè)置鬧鐘的功能，同時具有月末自動更新，閏年補償功能等多種功能。溫度檢測報警系統(tǒng)也是在日常生活和工業(yè)應(yīng)用非常廣泛的工具，能實時采集周圍的溫度信息進行顯示，程序內(nèi)部設(shè)定有報警上下限，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同可設(shè)定不同的報警上下限。此系統(tǒng)是基于STC89C52單片機設(shè)計的，包含液晶顯示模塊，DS12C887實時時鐘模塊，DS18B20溫度采集模塊，鍵盤掃描模塊，報警模塊。STC89C52作為控制核心，具有功耗低，功能強等特點，電壓可選3到5V電源供電。顯示模塊采用1602液晶動態(tài)顯示，相對數(shù)碼管而言經(jīng)濟實用，占用空間小，對于顯示數(shù)字、字母最為合適，而且與單片機連線簡單，占用IO口相對較少。實時時鐘芯片DS12C887是一款與DS12C885實時時鐘兼容的替代產(chǎn)品，該器件提供RTC/日歷、定時鬧鐘等功能，如果檢測到主電源故障，該器件可自動切換到備用電源供電，DS12C887將石英晶體與電池集成在一起，在斷電后仍可精確走10年。溫度檢測報警模塊采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，該芯片具有精度高，測量范圍廣等優(yōu)點，易與單片機連接，模塊電路組成簡單并同時具有溫度報警功能。關(guān)鍵詞：STC89C52，DS12C887，DS18B20，1602液晶顯示，電子萬年歷，采集周圍設(shè)備溫度、溫度報警一、設(shè)計要求與方案論證11.1設(shè)計要求設(shè)計一個能夠?qū)崿F(xiàn)世紀，年，月，日，星期，小時，分，秒顯示附帶溫度檢測顯示的實時時鐘電子萬年歷，同時具有時間調(diào)節(jié)和鬧鐘設(shè)置功能，以及時間預設(shè)報警、溫度報警、報警解除等功能。該產(chǎn)品共設(shè)有四個按鍵，每個按鍵具有多種功能，充分利用各個按鍵。在溫度報警的同時還有發(fā)光二極管做相應(yīng)的指示。并且通過編程還可以控制繼電器的開閉，從而控制外部設(shè)備的運行，通過對鬧鐘和溫度報警的設(shè)置可進行定時對設(shè)備進行自動化控制，也體現(xiàn)了產(chǎn)品的智能化。11.3系統(tǒng)方案選擇和論證STC89C52單片機作為核心控制體，該單片機具有高可靠，超低價，低功耗，無法解密等優(yōu)點。該單片機屬于雙列直插式封裝的PDI40口管腳。具有4個輸入輸出端口，分別為PORT0,PROT1,PROT2,PROT3，其中P0口是一組8位漏極開路型雙向IO口，校驗時，要求接上拉電阻。其他三個內(nèi)部有30K的電阻，所以不用再外接電阻。此單片機具有6個中斷，其中包括三個定時器中斷，二個外部中斷，一個串口中斷，為全雙工通信口。內(nèi)部有靜態(tài)非易失EEPROM和看門狗。片內(nèi)含8Kbbytes的可反復檫寫的只讀程序存儲器（PEROM）和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），功能強大，適合許多較為復雜的控制應(yīng)用場合。相比較其他芯片來說比較適合學生試驗所用，故采用此單片機作為核心控制芯片。DS12C887為實時時鐘芯片，功能豐富，可以用來直接代替IBMPC上的時鐘日歷芯片DS12887,同時，它的管腳也和MC146818B、DS12887相兼容。由于DS12C887能夠自動產(chǎn)生世紀、年、月、日、時、分、秒等時間信息，其內(nèi)部又增加世紀寄存器，從而利用硬件電路解決子“千年”問題：DS12C887中自帶有鋰電池，外部掉電時，其內(nèi)部信息還能夠保持10年之久；對于一天內(nèi)的時間記錄，有12小時制和24小時制兩種模式。在12小時制模式中，用AM和PM區(qū)分上午和下午；時間表示方法也有兩種，一種用二進制數(shù)表示，一種用BCD碼表示；DS12C887中帶有128字節(jié)RAM，其中有11字節(jié)RAM用來儲存時間信息，4字節(jié)RAM用來儲存DS12C887的控制信息，稱為控制寄存器，113字節(jié)通用RAM使用戶使用；此外用戶還可以對DS12C887進行編程以實現(xiàn)多種方波輸出，并對其內(nèi)部的三路中斷進行屏蔽。芯片內(nèi)部石英晶體與充電電池，具有三個可單獨屏蔽中斷標志位的中斷輸出，閏年補償至2100年。+5V或+3.3V工作電源，工業(yè)級溫度范圍，自動電源故障檢測和切換電路，故此芯片適合應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和家庭應(yīng)用中。DS18B20是數(shù)字式溫度傳感器，采用單總線通信協(xié)議。DS18B20具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高附加功能強，封裝形式多樣等特點。適合各種狹小空間內(nèi)設(shè)備的數(shù)字測溫和控制。同時單線可掛接多個元件，因為每個元件都有唯一的一個64位光刻ROM編碼，家族碼為28H，可以多個也可單個操作。電壓測量范圍是3.0V到5.5V。內(nèi)部含有EEPROM