基于51單片機(jī)的電子萬(wàn)年歷與溫度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng).doc

作品名稱(chēng)：基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷與溫度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)目錄摘要1一、設(shè)計(jì)要求與方案論證11設(shè)計(jì)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(wàn)年歷與溫度采集報(bào)警硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)21系統(tǒng)設(shè)計(jì)421.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)核心控制模塊522.2實(shí)時(shí)時(shí)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(gè)）2222.6USB和外部電源供電模塊2323系統(tǒng)電路圖設(shè)計(jì)2323.1系統(tǒng)電路原理框圖和原理圖23三、軟件設(shè)計(jì)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(pán)掃描程序流程圖2731.4主程序流程圖28四、系統(tǒng)測(cè)試41測(cè)試工具2942軟件測(cè)試2943硬件測(cè)試30五、設(shè)計(jì)總結(jié)和心得41設(shè)計(jì)總結(jié)與心得31參考文獻(xiàn)32附錄一：程序清單33附錄三：實(shí)物圖片48基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷與溫度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)摘要隨著社會(huì)發(fā)展需求的改變，電子萬(wàn)年歷是一個(gè)應(yīng)用非常廣泛的實(shí)用日常計(jì)時(shí)工具，帶有顯示世紀(jì)，年，月，日，星期，時(shí)，分，秒和按鍵可調(diào)時(shí)間及其按鍵設(shè)置鬧鐘的功能，同時(shí)具有月末自動(dòng)更新，閏年補(bǔ)償功能等多種功能。溫度檢測(cè)報(bào)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(shí)時(shí)采集周?chē)臏囟刃畔⑦M(jìn)行顯示，程序內(nèi)部設(shè)定有報(bào)警上下限，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同可設(shè)定不同的報(bào)警上下限。此系統(tǒng)是基于STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的，包含液晶顯示模塊，DS12C887實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，DS18B20溫度采集模塊，鍵盤(pán)掃描模塊，報(bào)警模塊。STC89C52作為控制核心，具有功耗低，功能強(qiáng)等特點(diǎn)，電壓可選3到5V電源供電。顯示模塊采用1602液晶動(dòng)態(tài)顯示，相對(duì)數(shù)碼管而言經(jīng)濟(jì)實(shí)用，占用空間小，對(duì)于顯示數(shù)字、字母最為合適，而且與單片機(jī)連線(xiàn)簡(jiǎn)單，占用IO口相對(duì)較少。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS12C887是一款與DS12C885實(shí)時(shí)時(shí)鐘兼容的替代產(chǎn)品，該器件提供RTC/日歷、定時(shí)鬧鐘等功能，如果檢測(cè)到主電源故障，該器件可自動(dòng)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(cè)報(bào)警模塊采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，該芯片具有精度高，測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，易與單片機(jī)連接，模塊電路組成簡(jiǎn)單并同時(shí)具有溫度報(bào)警功能。關(guān)鍵詞：STC89C52，DS12C887，DS18B20，1602液晶顯示，電子萬(wàn)年歷，采集周?chē)O(shè)備溫度、溫度報(bào)警一、設(shè)計(jì)要求與方案論證11.1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)世紀(jì)，年，月，日，星期，小時(shí)，分，秒顯示附帶溫度檢測(cè)顯示的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電子萬(wàn)年歷，同時(shí)具有時(shí)間調(diào)節(jié)和鬧鐘設(shè)置功能，以及時(shí)間預(yù)設(shè)報(bào)警、溫度報(bào)警、報(bào)警解除等功能。該產(chǎn)品共設(shè)有四個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵具有多種功能，充分利用各個(gè)按鍵。在溫度報(bào)警的同時(shí)還有發(fā)光二極管做相應(yīng)的指示。并且通過(guò)編程還可以控制繼電器的開(kāi)閉，從而控制外部設(shè)備的運(yùn)行，通過(guò)對(duì)鬧鐘和溫度報(bào)警的設(shè)置可進(jìn)行定時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)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(jī)作為核心控制體，該單片機(jī)具有高可靠，超低價(jià)，低功耗，無(wú)法解密等優(yōu)點(diǎn)。該單片機(jī)屬于雙列直插式封裝的PDI40口管腳。具有4個(gè)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(kāi)路型雙向IO口，校驗(yàn)時(shí)，要求接上拉電阻。其他三個(gè)內(nèi)部有30K的電阻，所以不用再外接電阻。此單片機(jī)具有6個(gè)中斷，其中包括三個(gè)定時(shí)器中斷，二個(gè)外部中斷，一個(gè)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(mén)狗。片內(nèi)含8Kbbytes的可反復(fù)檫寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），功能強(qiáng)大，適合許多較為復(fù)雜的控制應(yīng)用場(chǎng)合。相比較其他芯片來(lái)說(shuō)比較適合學(xué)生試驗(yàn)所用，故采用此單片機(jī)作為核心控制芯片。DS12C887為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，功能豐富，可以用來(lái)直接代替IBMPC上的時(shí)鐘日歷芯片DS12887,同時(shí)，它的管腳也和MC146818B、DS12887相兼容。由于DS12C887能夠自動(dòng)產(chǎn)生世紀(jì)、年、月、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間信息，其內(nèi)部又增加世紀(jì)寄存器，從而利用硬件電路解決子“千年”問(wèn)題：DS12C887中自帶有鋰電池，外部掉電時(shí)，其內(nèi)部信息還能夠保持10年之久；對(duì)于一天內(nèi)的時(shí)間記錄，有12小時(shí)制和24小時(shí)制兩種模式。在12小時(shí)制模式中，用AM和PM區(qū)分上午和下午；時(shí)間表示方法也有兩種，一種用二進(jìn)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(lái)儲(chǔ)存時(shí)間信息，4字節(jié)RAM用來(lái)儲(chǔ)存DS12C887的控制信息，稱(chēng)為控制寄存器，113字節(jié)通用RAM使用戶(hù)使用；此外用戶(hù)還可以對(duì)DS12C887進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)多種方波輸出，并對(duì)其內(nèi)部的三路中斷進(jìn)行屏蔽。芯片內(nèi)部石英晶體與充電電池，具有三個(gè)可單獨(dú)屏蔽中斷標(biāo)志位的中斷輸出，閏年補(bǔ)償至2100年。+5V或+3.3V工作電源，工業(yè)級(jí)溫度范圍，自動(dòng)電源故障檢測(cè)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(xiàn)通信協(xié)議。DS18B20具有體積小，硬件開(kāi)銷(xiāo)低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高附加功能強(qiáng)，封裝形式多樣等特點(diǎn)。適合各種狹小空間內(nèi)設(shè)備的數(shù)字測(cè)溫和控制。同時(shí)單線(xiàn)可掛接多個(gè)元件，因?yàn)槊總€(gè)元件都有唯一的一個(gè)64位光刻ROM編碼，家族碼為28H，可以多個(gè)也可單個(gè)操作。電壓測(cè)量范圍是3.0V到5.5V。內(nèi)部含有EEPROM