畢業(yè)設計（論文）基于單片機的紅外遙控電子鐘設計

1、基于單片機的紅外遙控電子鐘設計摘 要本設計主要是先對紅外遙控電子鐘進行系統(tǒng)方案的設計，進而進行系統(tǒng)硬件（電路圖）以及系統(tǒng)軟件（程序）兩個方面的設計。使其具有顯示年、月、日、時、分、秒的基本功能之外，還具有溫度顯示功能、整點報時功能、鬧鐘功能和紅外遙控控制功能。在本設計中首先選用文獻法，查找有關紅外遙控電子鐘設計的資料，了解此次設計中可以應用到的各種單片機、電子時鐘芯片和溫度采集模塊等等；然后選用比較法，針對此次設計的要求，逐一進行比較，分析選用不同單片機、電子時鐘芯片和溫度采集模塊應用時的優(yōu)缺點，選用優(yōu)點最多，缺點最少的單片機、電子時鐘芯片和溫度采集模塊；最后選用實驗法進行設計方案的決定。最終

2、確定本設計的產品是基于ds1302時鐘芯片和ds18b20溫度傳感器并用紅外遙控進行設置的電子鐘溫度計，以stc89c54單片機為控制核心，并用1602液晶顯示作為人機交互界面?？梢詫χ車h(huán)境溫度進行實時監(jiān)測，還可以利用紅外遙控進行鬧鐘的設定和時間的調整。本次基于單片機設計的紅外遙控電子鐘與傳統(tǒng)的機械鐘相比，更具有走時準確、顯示直觀、性能穩(wěn)定、攜帶方便、無機械傳動裝置等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。關 鍵 詞：溫度計，電子鐘，ds1302，ds18b20，紅外遙控the design of infrared remore controlclock based on mcuabstractthis d

3、esign is mainly to design the system solution of the infrared remote control clock first.then design the system hardware (circuit diagram) and system software (program).to make it not only has the function of showing year month date hour minute second,but also has the function of showing temperature

4、,telling the time,alarming and remote controlling by infrared.in this design first use literature method,to search the material about the infrared remote control clock,and understand all kinds of mcu,electronic clock chips and temperature collection modules which will use in this design.second use c

5、omparison method,to compare each of them based on the requirement of the design.analysis the advantages and disadvantages of each mcu,electronic clock chips and temperature collection modules if it is used in this design,then choose the mcu,electronic clock chips and temperature collection modules w

6、hich has more advantages and less disadvantages.last use experiment method to decide the design solution.this product is electronic clock and thermometer which can be set by users and based on the real time clock chip ds1302 and the temperature sensor chip ds18b20.and the product use stc89c54 to be

7、its mcu and use 1602 to be its human machine interface.this system can detect the temperature of the environment in real time,and it can be modified the time and set the alarm clock by infrared remote controller. the infrared remote control clock based on mcu has a lot of advantages compared with th

8、e traditional mechanical clock,for example the time is accurate,its showing is intuitive,its stable performance,it is easy to carry and there is no mechanical transmission device.so it is used widely. key words：thermomter,electronic clock,ds1302,ds18b20,infrared remote controller目 錄前 言1第一章 系統(tǒng)總體方案設計3

9、1.1 系統(tǒng)的設計功能31.2 方案的選擇與比較31.2.1 系統(tǒng)的基本方案選擇31.2.2 單片機的選擇31.2.3 時鐘芯片的選擇41.2.4 溫度采集模塊的選擇51.2.5 顯示模塊的選擇51.2.6 紅外發(fā)射接收模塊的選擇51.2.7 電源模塊的選擇51.2.8 聲光報警模塊的選擇61.3 系統(tǒng)的總體設計方案6第二章 系統(tǒng)硬件設計72.1 單片機控制模塊72.1.1 stc89c54單片機的簡介72.1.2 時鐘電路的設計82.1.3 復位電路的設計92.2 時鐘芯片ds1302模塊92.2.1 ds1302簡介92.2.2 ds1302的工作原理102.2.3 ds1302的應用10

10、2.3 溫度采集ds18b20模塊112.3.1 ds18b20簡介112.3.2 ds18b20的主要特征122.3.3 ds18b20的應用122.4 液晶顯示屏lcd1602模塊122.4.1 lcd1602液晶顯示屏簡介122.4.2 lcd1602液晶顯示屏的應用132.5 紅外發(fā)射接收模塊142.5.1 紅外發(fā)射接收簡介142.5.2 紅外發(fā)射接收的應用152.6 電源模塊152.7 聲光報警模塊16第三章 系統(tǒng)軟件設計173.1 軟件總體框圖173.2 各部分軟件介紹183.2.1 1602液晶顯示程序183.2.2 ds1302時鐘芯片程序183.2.3 ds18b20溫度傳感

11、器程序193.2.4 紅外遙控按鍵程序20第四章 結論224.1 系統(tǒng)調試224.2 系統(tǒng)實物圖224.3 結論25參考文獻26致 謝27附錄28附錄一、原理圖28前 言數字鐘是采用數字電路實現對數字顯示的計時裝置，它具有顯示年、月、日、時、分、秒的功能，由于數字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用，使得數字鐘的精度遠遠超過老式鐘表，鐘表的數字化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且大大的擴展了鐘表的報時功能。電子鐘在工業(yè)控制和日常生活中是很重要的，它不僅可以用于計時、提醒，又可用于對機器的控制，在自動化的過程中必然有電子鐘的參與，因此電子鐘的應用會越來越廣泛，而且向著精確、低功耗，多功能發(fā)

12、展。基于單片機設計的數字中精確度較高，因為在程序的執(zhí)行過程中，任何指令都不影響定時器的正常計數，即便程序很長也不會影響中斷的時間。從而，使數字鐘的精度僅僅取決于單片機的產生機器周期電路和定時器硬件電路的精確度。另外，程序較為簡潔，具有可靠性和較好的可讀性。如果我們想將它應用于實時控制之中，只要對上述程序和硬件電路稍加修改，便可以得到實時控制的實用系統(tǒng)，從而應用到實際工作與生產中去。在國內，電子鐘在很多電子報刊雜志上都可以見到，最簡單的只是單純顯示年、月、日、時、分、秒，在此基礎上，還可以增加鬧鈴功能、溫度顯示功能、校時功能、整點報時功能、閏年顯示功能、紅外遙控修改時間功能、倒計時功能等等，所以

13、設計者可以根據自己的需要，結合其中的幾項功能進行設計，但即使是具有同一種功能的電子鐘設計所用的單片機、電子時鐘芯片等等也或許不同?，F在很多高校把簡單點、功能要求少點的電子鐘設計當做課程設計題目，把復雜點、功能要求多些的電子鐘設計當做畢業(yè)設計題目。其中紅外遙控電子鐘在某些電子時鐘設計大賽上也出現過類似設計，此類設計對于制造新型單片機紅外遙控lcd電子鐘具有一定的參考作用。這是單純就紅外遙控電子鐘的設計而言的，對于在此基礎上進一步的擴展與應用，還可以在一些實際生活所用的小物品上應用到，例如紅外遙控電子鐘設計還可以擴展為led數字電子鐘，可以根據不同的需要，制作成旋轉等樣式。電子鐘隨處可見，隨身攜帶

14、的可以隨時修改時間、設定鬧鈴等等，但是現在出現很多掛在墻上的電子鐘，這樣修改時間很不方便，于是便利用紅外遙控技術，利用它來控制電子鐘，使修改時間、設定鬧鈴不再需要把電子鐘拿下來，而是一件很隨意的事情。隨著國內外科學技術的發(fā)展，電子鐘的各項功能越來越接近人們的生活需求，不僅可以具用紅外遙控進行控制的功能，還可以具有播放歌曲、播放電影、播放美麗圖畫的功能。這些先進的技術使人們的生活更加精彩。這些只是簡單的，如果說把紅外遙控電子鐘的設計原理進行解剖，進入90年代以來，紅外遙控這一技術有了新的發(fā)展，應用范圍也更加廣泛。在國外，首先，現在不用電纜、微波或衛(wèi)星就可將視頻、音頻和數據信息從一個地點傳遞到另一

15、個地點。其次，紅外通信系統(tǒng)的數據系統(tǒng)在美國國家航天和空間管理局97年舉辦的因特網國際展覽會大廳和會議中心之間提供了鏈路。同時，由于紅外通信具有隱蔽性、保密性強的特點，故國外通信機構也很重視這一技術的開發(fā)與應用。本次所設計的紅外遙控電子鐘是基于ds1302時鐘芯片和ds18b20溫度傳感器并用紅外遙控進行設置的電子鐘溫度計，以stc89c54單片機為控制核心，以1602液晶顯示作為人機交互界面。系統(tǒng)可以對周圍環(huán)境溫度進行實時監(jiān)測，除此之外還具有鬧鐘功能和整點報時功能。時間調整和鬧鈴時間設定等所有產品功能都可由紅外遙控進行設置。 第一章 系統(tǒng)總體方案設計1.1 系統(tǒng)的設計功能本次設計是以單片機為核

16、心，擴展顯示和紅外接口，進行紅外遙控電子鐘的軟硬件設計。使之具有顯示年、月、日、時、分、秒和溫度的功能，同時具有鬧鐘和整點報時的功能，并且可以通過紅外遙控器進行基本時間的調整和鬧鐘的設定。溫度的檢測精度為0.5，顯示精度為0.1。1.2 方案的選擇與比較1.2.1 系統(tǒng)的基本方案選擇紅外遙控電子鐘設計的總體結構框圖如圖1-1所示。1.2.2 單片機的選擇方案一：采用at89c52系列單片機。它是一個低電壓、高性能cmos 8位單片機，片內含8k bytes的可反復擦寫的flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數據存儲器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術生

17、產，兼容標準mcs-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和flash存儲單元。這些特點可以滿足此次設計的要求，但是考慮到現有電路板上沒有現成的這個單片機，所以不采用此方案，考慮其他方案。方案二：采用stc89c54系列單片機。stc89在8051基礎上增加了許多功能，內置flash rom可以反復擦寫10萬次，內置硬件看門狗，極大地提高了mcs51家族的性能，stc89由美國設計，在臺灣生產，是目前在相同性能條件下價格最優(yōu)的一個品種，且具有高性能、低價格的特點。由于其功能已經夠滿足我們對于產品的需要，所以我們選擇性價比更高的stc89c54。圖1-1 系統(tǒng)總體框圖1.2.3 時鐘芯片的選擇方

18、案一：選擇ds12c887。ds12c887是一種新型的時鐘日歷芯片，它能夠自動產生世紀、年、月、日、時、分、秒等時間信息，而且它自帶有鋰電池，外部掉電時，其內部時間信息還能夠保持十年之久，對于一天內的時間記錄，有12小時制和24小時制兩種模式。對于這個新型的時鐘芯片應用于電子中的設計是綽綽有余的，但是考慮到現有的電路板沒有這個芯片，所以不采用這個方案，考慮其他方案。方案二：選擇ds1302。ds1302具有實時時鐘顯示，鬧鈴調校的功能，且價格便宜。用其組成的串行時鐘電路具有接口簡單、價格低廉、使用方便的特點，所以被廣泛使用，其主要特點是采用串行數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，

19、并且可以關閉充電功能。這些特點均可滿足電子鐘的設計，而且現有的電路板上也有這個時鐘芯片，所以選用這個方案。1.2.4 溫度采集模塊的選擇方案一：選擇ad590。ad590是美國模擬器件公司生產的單片集成兩端感溫電流源，具有精度高、價格低、不需輔助電源、線性好的特點。但是該溫度傳感器輸出量是模擬量，這對編程調試將帶來比較大的工作量。所以不選用此方案。方案二：選擇ds18b20。ds18b20具有先進的單總線結構，并且可以寄生供電。只要一根線即可讓其工作，轉換精度可由用戶自己選擇，一共有四種選擇：9位、10位、11位、12位，步進分別為0.5c、0.25c、0.125c、0.0625c。ds18b

20、20可以自動轉化輸出溫度數據，單片機可以直接識別。故采用此方案。1.2.5 顯示模塊的選擇方案一：采用led數碼管顯示。其顏色鮮艷，易于觀察，但是由于產品需要顯示的信息較多，個別字符也無法顯示，所以不符合此次設計的要求。方案二：采用lcd1602液晶顯示。由于課程設計用過lcd1602，所以對1602液晶的操作比較熟悉，其顯示功能也比較強大，實用性很強，還可以顯示自定義字符，故采用此方案。1.2.6 紅外發(fā)射接收模塊的選擇方案一：紅外編碼和紅外解碼模塊都由自己編程序來實現，好處是可以學習紅外發(fā)射協議，但是難度大，容易出錯。所以不采用此方案。方案二：采用tc9012和pic3388配對的紅外發(fā)射

21、和紅外接收芯片，其編碼譯碼都由固件來實現。外圍電路的搭建稍復雜，但是有利于提高我們的動手能力，故采用此方案。1.2.7 電源模塊的選擇方案一:采用蓄電池為系統(tǒng)供電。蓄電池具有較強的電流驅動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。但是蓄電池的體積過于龐大，價格比較昂貴，對于我們的作品性價比不高。方案二：采用12v穩(wěn)壓電源，經過7805的電壓變換后為單片機供電。經過實驗驗證，輸出電壓供電時，單片機及外設的工作電壓不夠，性能不穩(wěn)定。方案三：采用usb串口輸出電壓，其電壓輸出穩(wěn)定，符合產品的需求，故采用此方案。1.2.8 聲光報警模塊的選擇方案一：通過單片機來控制語音芯片來實現提示信息的播報。但是由于語音芯片成本

22、比較高，而且擴展起來比較復雜，增加焊接難度和設計成本。方案二：采用發(fā)光二極管和蜂鳴器搭一個簡單的電路，成本低，電路比較簡單，使用方便，符合我們的系統(tǒng)要求，故采用此方案。1.3 系統(tǒng)的總體設計方案經過反復的探討和論證我們最終確定如下設計方案：采用stc89c54單片機作為整個電路的控制核心；采用ds1302時鐘芯片提供準確的時間；采用ds18b20采集當前環(huán)境的溫度；采用蜂鳴器和二極管來完成聲光報警功能；采用1602液晶作為人機交互界面；采用usb串口輸出電壓為系統(tǒng)提供基準電源；采用tc9012和pic3388配對的紅外發(fā)射和紅外接收芯片完成產品的遙控與接收控制。第二章 系統(tǒng)硬件設計本次設計的時

23、鐘電路系統(tǒng)，共分為以下幾個模塊：stc89c54單片機控制模塊，時鐘芯片ds1302模塊，溫度采集ds18b20模塊，液晶顯示屏lcd1602模塊，紅外發(fā)射接收模塊，電源模塊及聲光報警模塊。2.1 單片機控制模塊2.1.1 stc89c54單片機的簡介stc89c54是一種帶有4k字節(jié)的閃爍可編程并且可擦除的只讀式存儲器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃

24、爍存儲器組合在單個芯片中，stc89c54是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。stc89c54的外部引腳分配如圖2-1所示。圖2-1 stc89c54引腳各引腳功能：按鍵與單片機引腳的連接：按鍵k3和k4分別接單片機的p12和p13，按鍵k5-k8分別接單片機的p23-p20。ds1302時鐘芯片與單片機引腳的連接：j13的sck、i/o和rst分別接單片機的p14、p15和p16。紅外遙控器與單片機引腳的連接：j27中的任何一個端口接單片機的p23(int0中端口)。溫度傳感器與單片機的連接：j48接單片機的p37。蜂鳴器與單片機引腳的連接：j42的b1接

25、單片機的p11。2.1.2 時鐘電路的設計stc89c54中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳xtal1和xtal2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器振蕩電路。外接石英晶體（陶瓷諧振器）及電容c1、c2接在放大器的反饋回路中構成并聯振蕩電路。對外接電容雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用30pf10pf，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pf10pf。本設計使用的電容是22pf,晶振為11.0592mhz。若采用

26、外部時鐘。外部時鐘脈沖接到xtal1端，即內部時鐘發(fā)生器的輸入端，xtal2則懸空。圖2-2 stc89c54振蕩電路圖本設計采用內部振蕩器方式，如圖2-2所示。2.1.3 復位電路的設計簡單復位電路的好處在于不受工作電壓范圍的限制，而專用復位集成電路，必須注意復位電壓和工作電壓是否匹配。這類專用的復位集成芯片除集成復位電路外，還有些集成看門狗、eeprom存儲器等其他功能模塊。復位電路可采用簡單的電阻、電容及按鍵開關構成上電自動復位和手動復位，也可選擇專用的復位集成芯片。復位電路連接示意圖如圖2-3所示。圖2-3 單片機復位電路2.2 時鐘芯片ds1302模塊2.2.1 ds1302簡介ds

27、1302是美國dallas公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)ram，采用spi三線接口與cpu進行同步通訊，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和ram數據。實時時鐘可可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小于31天時可以自動調整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達2.55.5v。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。ds1302用于數據記錄，特別是對某些具有特殊意義的數據點的記錄上，能實現數據與出現該數據的時間同時記錄，因此廣泛應用于測量系統(tǒng)中。ds1302的外部引腳分配如圖2-4所示。 圖2-4

28、 ds1302的外部引腳分配各引腳的功能為：vcc1：主電源；vcc2：備份電源；（當vcc2vcc1+0.2v時，由vcc2向ds1302供電；當vcc2vcc1時，由vcc1向ds1302供電）x1，x2：振蕩源，外接32.768khz晶振；sclk：串行時鐘，輸入，控制數據的輸入與輸出；i/o：三線接口時的雙向數據線；gnd：接地；rst：復位/片選線；2.2.2 ds1302的工作原理ds1302工作時為了對任何數據傳送進行初始化，需要將復位腳（rst）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數據在時鐘（sclk）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在

29、之后的時鐘周期，讀操作時輸出數據，寫操作時輸出數據。時鐘脈沖的個數在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數據），在多字節(jié)方式下為8加最多可達248的數據。2.2.3 ds1302的應用ds1302只需連接sclk，i/o和rst三個接口即可，如圖2-5所示。圖2-5 時鐘芯片連線圖2.3 溫度采集ds18b20模塊2.3.1 ds18b20簡介由于ds18b20具有超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強等特點，所以使得ds18b20受到更多的使用。ds18b20的外部引腳分配如圖2-6所示。圖2-6 ds18b20的引腳各引腳的功能為：gnd：接地；i/o：連接輸出；vd

30、d：接電源；2.3.2 ds18b20的主要特征全數字溫度轉換及輸出；先進的單總線數據通信；最高12位分辨率，精度可達0.5攝氏度；12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒；可選擇寄生工作方式；檢測溫度范圍為-55c+125c（-67f+257f）;內置eeprom，限溫報警功能；64位光刻rom，內置產品序列號；多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。2.3.3 ds18b20的應用ds18b20只需要連dq一個接口即可，如圖2-7所示。圖2-7 溫度傳感器連線圖2.4 液晶顯示屏lcd1602模塊2.4.1 lcd1602液晶顯示屏簡介1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、

31、數字、符號等的點陣型液晶模塊，它有若干個5x7或者5x11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。lcd1602是指顯示的內容為16x2，即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數字）。圖2-8為lcd1602液晶顯示屏的引腳圖。圖2-8 lcd1602引腳圖各引腳的功能為：vss：接地電源；vdd：接5v正電源；vee：液晶顯示器對比度調整端；接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10k的電位器調整對比度。rs：數據/命令選擇端（h/l）；高電平時選擇數據寄存器，低電平時選擇指令寄存器。r/w：讀/寫選擇端（h/l）；高電

32、平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當rs和r/w共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當rs為低電平r/w為高電平時可以讀忙信號，當rs為高電平r/w為低電平時可以寫入數據。e：使能信號；當e端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。d0d7：8位雙向數據線；2.4.2 lcd1602液晶顯示屏的應用lcd1602需要連接rs、rw、e、dod7共11個接口，如圖2-9所示。圖2-9 lcd1602連線圖2.5 紅外發(fā)射接收模塊2.5.1 紅外發(fā)射接收簡介紅外發(fā)射芯片tc9012是一塊用于東芝系列紅外遙控系統(tǒng)中的專用發(fā)射集成電路，采用cmos工藝制造。它可外接32個按鍵，提供8種用戶編碼

33、，另外還具有3種雙重按鍵功能。tc9012的管腳設置和外圍應用線路都進行了高度優(yōu)化，以配合pcb的布局和低成本的要求。紅外接收芯片的引腳定義及功能如圖2-10所示。圖2-10 紅外接收芯片引腳2.5.2 紅外發(fā)射接收的應用紅外接收需要連接輸出out一個借口即可，如圖2-11所示。圖2-11 紅外接收連線圖2.6 電源模塊一個系統(tǒng)穩(wěn)定性很大程度上取決于穩(wěn)定的電源模塊是否能夠提供穩(wěn)定的電壓和電流。各種整流器的輸出電壓不僅受市電電壓變化的影響，還受負載變化的影響。為了保證供電電壓穩(wěn)定不變，幾乎所有的電子設備都采用穩(wěn)壓器供電。小型精密電子設備還要求電源非常無紋波、無噪聲，以免影響電子設備正常工作。為了

34、滿足精密電子設備的要求，應在電源的輸入端加入線性穩(wěn)壓器，以保證電源電壓恒定和實現有源噪聲濾波。電源電路模塊圖如圖2-12所示：圖2-12 電源電路2.7 聲光報警模塊本設計采用揚聲器報警，當定時時間到時，蜂鳴器發(fā)出聲響。蜂鳴器接線如圖2-13所示。圖2-13 蜂鳴器接線圖 第三章 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)程序主要包括主程序、1602液晶顯示程序、ds1302時鐘芯片程序、ds18b20溫度傳感器程序和紅外遙控按鍵程序。3.1 軟件總體框圖系統(tǒng)軟件總體結構框圖如圖3-1所示。圖3-1 系統(tǒng)軟件總體結構圖系統(tǒng)初始化：1602液晶顯示器初始化、ds1302時鐘芯片初始化、定時器0初始化和外部中斷初始化。按鍵

35、掃描：即外部中斷中處理紅外遙控器。正常顯示時間和溫度：包括時間、溫度的顯示和鬧鈴的判斷、整點報時。3.2 各部分軟件介紹3.2.1 1602液晶顯示程序lcd1620顯示程序包括lcd1620的初始化，讀/寫操作，及與之相關的字符、數字等的代碼調用子程序。本程序可以把從ds1302、ds18b20中讀取的時間、溫度顯示出來，并可以接受紅外遙控的按鍵對于時間及鬧鐘的修改。對lcd屏做讀寫操作時，應注意再寫入之前，把不能覆蓋的內容清掉，否則，出現字符累加效果，不甚清楚。液晶顯示流程圖如圖3-2所示。圖3-2 液晶顯示流程圖3.2.2 ds1302時鐘芯片程序從時間芯片ds1302中讀出時間（年、月

36、、日、星期、時、分、秒），也需要嚴格遵守時序邏輯(單總線結構)，讀出的時間要想顯示出來，也必需經過數制的轉換（bcd碼轉換為十進制）。程序流程圖如圖3-3所示。圖3-3 時鐘芯片流程圖3.2.3 ds18b20溫度傳感器程序ds18b20單線數字溫度傳感器的內部結構由64位光刻rom、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器th和tl和配置寄存器四部分構成。在ds18b20的程序編程中分為兩部分，即啟動溫度轉換和讀取溫度數值。三個子函數為復位、寫操作和讀操作。程序流程圖如圖3-4所示。圖3-4 溫度傳感器流程圖3.2.4 紅外遙控按鍵程序讀鍵程序放在定時器中，50ms掃描一次鍵盤，程序具有去抖功能，

37、避免了外部因干擾信號而引起的誤動作。其讀鍵程序流成圖如圖3-5所示。圖3-5 按鍵流程圖各按鍵具體功能說明如下：按鍵ch-：修改時間鍵，按鍵eq：設定鬧鐘鍵，按鍵ch+：為光標移動鍵，在1602顯示屏上顯示出來為年月日后面的一個數字，若此數字顯示1，則代表可以設定年位，若此數字顯示2，則代表可以設定月位，若為3，則代表可以設定日位，若為4，則代表可以設定時位，若為5，則代表可以設定分位，若為6，則代表可以設定秒位，若為7，則代表可以設定星期位。按鍵1：為光標位加1鍵，按鍵2：為光標位減1鍵，按鍵ch：為確定退出鍵。 第四章 結論4.1 系統(tǒng)調試最開始在仿真時，按鍵按下后，調節(jié)光標亂跳，無法正常

38、顯示。后來聽老師的講解，分析是由于鍵盤抖動，需要對鍵盤消抖。由于鍵盤消抖可以用硬件和軟件兩種方法，但由于硬件電路改動不便，于是才有軟件消抖，即在按鍵按下時延時消抖，并加入松手監(jiān)測。在進行對紅外遙控進行編程的時候，根據在網上找到的有關遙控器講解的視頻的學習，最后學習其編程方法，對此次設計中的紅外遙控進行編程并下載到板子上調試，但是結果卻不對。于是又查看板子所帶的光盤里有關紅外遙控發(fā)射與接收的資料，發(fā)現此板子所帶的遙控器與網上視頻所講的遙控器在紅外編碼方面有些不同，于是把程序中有關紅外編碼的地方改成適合此次所用的遙控器的紅外編碼，最后下載到板子上成功了。最開始時在往板子上下載程序時，軟件上一直提示

39、“仍在連接中，請給mcu上電”的提示，于是上網查找原因，根據與具體情況的一一對應與排除，最后確定是因為在板子的晶振上沒有連接一個11.0592mhz的電容。連接上這樣一個電容后就下載成功并顯示出來了。 4.2 系統(tǒng)實物圖圖4.1為顯示年、月、日、時、分、秒及溫度的實物圖，年、月、日后的數字為星期鍵，時、分、秒后的數字為光標移位鍵（若此數字顯示1，則代表可以設定年位，若此數字顯示2，則代表可以設定月位，若為3，則代表可以設定日位，若為4，則代表可以設定時位，若為5，則代表可以設定分位，若為6，則代表可以設定秒位，若為7，則代表可以設定星期位）。圖4.1 顯示時間及溫度在圖4.1顯示屏的基礎上，點

40、擊紅外遙控器上的ch-鍵或板子上獨立按鍵的k8鍵，進入圖4.2的界面。此時再點擊紅外遙控器上的ch+鍵或板子上獨立按鍵的k6鍵，更改光標移位鍵，確定后再點擊紅外遙控器上的1鍵或板子上的k3鍵，此位+1(或點擊紅外遙控器上的2鍵或板子上的k4鍵，此位-1)。確定后點擊紅外遙控器上的ch鍵或板子上的k7鍵退出修改時間界面。圖4.2 更改時間界面在圖4.1顯示屏的基礎上，點擊紅外遙控器上的eq鍵或板子上獨立按鍵的k5鍵，進入圖4.3的界面。此時再點擊紅外遙控器上的ch+鍵或板子上獨立按鍵的k6鍵，更改光標移位鍵，確定后再點擊紅外遙控器上的1鍵或板子上的k3鍵，此位+1(或點擊紅外遙控器上的2鍵或板子

41、上的k4鍵，此位-1)。確定后點擊紅外遙控器上的ch鍵或板子上的k7鍵退出設定鬧鐘界面，此時鬧鐘已生成，到時間時蜂鳴器會自動發(fā)出提示。圖4.3 設定鬧鐘界面圖4.4 整體實物圖本產品的整體實物圖如圖4.4所示。4.3 結論至此，已基本完成課題要求。功能上基本達標：年、月、日、時、分、秒及溫度的顯示、整點報時功能、鬧鐘功能及紅外遙控功能。具體為點擊紅外遙控器上的ch-鍵，進入修改時間界面，點擊1鍵進行光標位的+1，點擊2鍵進行光標位的-1，點擊ch鍵確認退出修改時間界面。點擊紅外遙控器上的eq鍵，進入設定鬧鐘時間界面，同理，點擊1鍵進行光標位的+1，點擊-1進行光標位的-1，點擊ch鍵確認退出設

42、定鬧鐘時間界面，至此，鬧鐘已設定上。此次設計出產品的精確度完全可以滿足日常生活顯示時間及溫度的需要。調試功能方便快捷，鬧鐘功能準確可靠。硬件設施符合要求，軟件設計可以配合硬件實現要求功能。但是與市場上的產品相比，本產品還有許多不足。例如，市場上的產品基本都會有一個統(tǒng)一的菜單鍵，點擊菜單鍵進入各項功能的選擇。但本產品卻沒有設計出這樣的菜單項，而是設定了兩個單獨的功能鍵：按鍵ch-進入更改時間界面；按鍵eq進入鬧鐘設定界面，而沒有把它們統(tǒng)一放入一個菜單項中。基于這一問題，可以繼續(xù)學習有關c語言的知識，借鑒別人已有的成果，取其精華與思想，同時不斷創(chuàng)新，用于此設計中，使之更完善。參考文獻1 張毅剛.單

43、片機原理及應用m. 北京:高等教育出版社,20042 周立功.lpc900系列flash單片機應用技術m.北京:北京航空航天大學出版社,20043周立功.arm嵌入式系統(tǒng)基礎教程m.北京:北京航空航天大學出版社,20044梁潔婷.單片機原理與應用m.北京:高等教育出版社,20025夏路易.電路原理圖與電路板設計教程m.北京:北京希望電子出版社,20026 沈精虎.protel dxp入門與提高m.北京:人民郵電出版社,20037 林卓然.計算機基礎課程m. 廣州:中山大學出版社,20088 陳貴平.大學計算機基礎m. 杭州:浙江大學出版社,20079 康華光.電子技術基礎m. 北京:高等教育出

44、版社,200710 張亞君.數字電路與邏輯設計實驗教程m. 北京:機械工業(yè)出版社,200811 李小根.電子系統(tǒng)設計與實踐m. 成都:四川大學出版社,200712 張俊謨.單片機中級教程m. 北京:北京航空航天大學出版社,200113 胡漢才.單片機原理及系統(tǒng)設計m. 北京:清華大學出版社,200214 施松昆.數字溫度傳感器ds1820j.國外電子元器件,199615 李廣弟,朱月秀,王秀山.單片機基礎m. 北京:北京航天航空大學出版社,200015 王毅.單片機器件應用手冊m. 北京:人民郵電出版社,199516 張毅剛.單片機原理及應用m. 北京:高等教育出版社,2004致 謝本次的設計

45、一直是在黃曉東老師的悉心指導下進行的。黃曉東老師治學態(tài)度嚴謹，學識淵博，并且在整個畢業(yè)設計過程中不斷對我的畢業(yè)設計進行監(jiān)督與檢查，不斷解決我在設計過程中遇到的問題。他以淵博的學習知識，求實的工作作風對我們進行言傳身教，使我們受益匪淺，在此表示由衷的感謝。通過大學四年的學習，讓我深刻領略了機電一體化學科知識的深奧及其本身嚴謹的邏輯性。在做這次畢業(yè)設計期間，更讓我感觸到了自身專業(yè)知識的匱乏與淺薄。同時，我很欣慰能夠通過努力鉆研來發(fā)現并改正自己的不足。本文中的方法和結論未見得都正確，惟期拋磚引玉，求教于大方之家而已。在畢業(yè)設計期間，黃老師多次犧牲節(jié)假日，陪伴我們完成課題的研究與調試，付出許多心血與寶

46、貴的時間，再次深表感謝！值此設計完成時，謹向所有給予過幫助和支持的各位老師、同學和資料撰寫者表示深深地謝意！這次畢業(yè)設計從一開始的調查研究，到最后的書寫論文階段，我的指導老師黃曉東老師都給與了我極大的幫助。黃老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，都給予我悉心的指導和幫助。可以說，沒有黃老師的悉心指導和幫助，我是不可能順利完成我的畢業(yè)設計的。另外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。同時我還要感謝和我同組的同學們，在遇到不懂的問題時，他們總是毫無保留地把他們所知道的告訴我，感謝他們作為同窗的無私之情。此外，還要感謝在大學四年中幫助我的人，感

47、謝機電學院的各位老師在學習上的點撥。同時,也要感謝在論文寫作過程中，幫助過我、并且共同奮斗四年的大學同學們，能夠順利完成論文，是因為一路上有你、有你們，再次衷心地感謝所有在我論文寫作過程中給予過我?guī)椭娜藗?，謝謝。由于畢業(yè)設計時間有限，難免有許多不足之處，望老師批評指正。附錄附錄一、原理圖外文資料譯文單片機技術為基礎的光學無線通信系統(tǒng)基本配置和副載波復用系統(tǒng)要求（單片機）為基礎的光無線通信系統(tǒng)總結。其快速發(fā)展的關鍵問題是提高性能和降低最初介紹的成本。主要支持技術，如激光器發(fā)展的高度線性介紹，多激光器方法，以提高載波噪聲比（cnr），超寬帶調頻大功率獲得利潤，并與法布里低成本支線設計珀ld和多模

48、光纖。引進的光學饋線，這將增加無線系統(tǒng)的靈活性，是提供多媒體服務不可避免的。1.簡介在未來的多媒體網絡中，無線通信將在實現位置的免費（往返任何地方）通信中起著重要的作用，利用其流動性高的特點。副載波復用（單片機）的光傳輸對于制作用于無線通信的饋線系統(tǒng)是有吸引力的，與此同時還可以保持制度的透明度。在未來，甚至更寬的寬帶系統(tǒng)將被需求，這往往會提高無線電頻率，減少細胞的大小，這兩種趨勢將加快引進的光學饋線系統(tǒng)。本文首先介紹了公眾移動通信系統(tǒng)和個人通信系統(tǒng)的典型光學饋線，幾種方法被認為是依據不同應用領域的光學饋線。雖然元件的選擇對于個別的應用是不同的，但是關鍵問題是對于光纖饋線系統(tǒng)的成本效益的介紹。一

49、些技術已經發(fā)展并且提高了單片機的傳輸特性，并且這些可能有助于降低光纖饋線系統(tǒng)的成本。其中，主要介紹了應用技術，如高線性激光器，為改善載波噪聲比（cnr）的多激光器法，和用來贏得功率余量的超寬帶頻率調制方法。最后，低成本饋線系統(tǒng)的設計進行了討論。2.典型應用饋線2.1對于微蜂窩的光學饋線系統(tǒng)為了滿足眾多用戶在蜂窩系統(tǒng)中的需求，我們必須降低電池大小至微蜂窩或微微蜂窩。圖1顯示了一個針對微孔系統(tǒng)的光的遠程天線網絡【1-3】。許多天線必須放置在一個相互短距離，特別是在大都市地區(qū)。該天線的尺寸和成本的降低是至關重要的。這些都可以通過在中心基地的電臺和天線之間使用光纖射頻連接而獲得，并且從微觀基站到中央基

50、站之間重新安置調制解調器。在中央基站，調制解調器可以在射頻和基帶信號之間進行轉換，而轉碼器，使一個連接到有線網絡。只有o/e和e/o轉換器在天線的網站是需要的，所以天線可以做的更小。由于動態(tài)范圍大，所以需要公眾的移動通信系統(tǒng)，這些系統(tǒng)必須采用高性能并且可以直接調制激光器。對引進碼分多址（cdma）的要求將會放寬，對于功率的控制或細胞大小減小至蜂窩系統(tǒng)。在電臺的寬帶服務的頻率的增長可能導致增加制造設備的迪高線性。對于透明的光學饋線，系統(tǒng)可以提供先進的業(yè)務和無線電通道控制，因為所有的無線電信號都透明的集中在中央基站。各種無線電通道控制，如無縫手帳，動態(tài)頻道分配或宏觀多樣性監(jiān)測，只可以在中央基站提供

51、處理的機會。例如，動態(tài)頻道分配是可以成為現實的通過在中央基站引入一個光學開關和控制更多的頻道分配給忙碌的細胞，因為光饋線對于所有的無線電信號都是透明的。在微基站和中央基站之間的透明度從系統(tǒng)提升的觀點來看是很具有吸引力的。條約規(guī)定，當一個新的服務推出，新的天線端口必須安裝在所有的網站。另一方面，伴隨著光纖饋線，一項新的服務只可以通過增加或更換一些新的設備而啟動，如調制解調器，向中央基站。圖1 對于微孔系統(tǒng)的光學遠程網絡天線2.2分布式無線網絡覆蓋無線電盲點光學饋線對于制作分布式天線網絡也是有用的。圖2顯示了在一個微孔系統(tǒng)和無線局域網中，一個分布式天線網絡覆蓋了無線電網絡的盲點。拆分光學饋線分布在

52、從基站到分布式天線端口的電信號中，這些都分配在天臺的盲點。對于這種應用，最關鍵的問題是降低成本。一個以cdma為基礎的個人通信系統(tǒng)（pcs）和有著高水平控制的無線局域網都非常適合通過廉價的光纖饋線來連接fabry-perot lds和多模光纖來實現低成本的擴展。塑料光纖【6】的使用對于室內使用是很有吸引力的，一個低成本的光纖饋線設計將在4.4節(jié)中討論。3.性能要求為了比較不同系統(tǒng)的要求，它可以有效的引進無雜散動態(tài)范圍，就 1hz的帶寬雙音傳輸來說其定義為最大載噪比和載波干擾比（cir）價值。圖3表示了一個例子。對于個人數字蜂窩（pdc）的饋線需求，在日本的移動通信使用的系統(tǒng)上是80db的載噪比

53、和30khz的載波干擾比帶寬，這些都是由虛線表示。無雜散動態(tài)范圍是通過移動45db的載噪比曲線獲得的，對應的噪聲寬帶由由30khz轉換到1hz。在這種情況下，無雜散動態(tài)范圍為110dbhz得到。由于無雜散動態(tài)范圍標準化對于單位頻率的要求，它允許各式各樣的系統(tǒng)與不同的帶寬進行比較。圖4比較了各種饋線系統(tǒng)的性能要求。遠程天線網絡需要高性能的饋線，因為它涵蓋了大范圍的大動態(tài)范圍需求。相反，分布式天線可以實現網絡與覆蓋面有限放寬要求。圖5顯示了各種發(fā)射機接收到的光功率與實現的動態(tài)范圍。如前所示，110db的動態(tài)范圍需要的pdc系統(tǒng)【8】。這項需求對于大部分其他的遠程天線系統(tǒng)中的光學反饋幾乎是一樣的。因此，用于有線電視申請的高性能的模擬激光器可以應用于遠程天線系統(tǒng)，如果它們有足夠高的頻率響應的話。在美國，對于個人通信系統(tǒng)（pcs）所需要的動態(tài)范圍由于使用了cdma而大大降低了其使用率，這是對噪聲和失真的強烈沖擊。此外，在天線端口接收到的無線電信號的波動是非常小的，因為在移動終端的緊力控制的小。因此，需要的動態(tài)范圍被認為是不大于80db。在寬帶移動通信系統(tǒng)中，cdma也正在考慮被應用。對于一個具有擴頻調制的無線局域網，對于cdma的需求幾乎被認為是