基于51單片機(jī)電子溫度計(jì)臺(tái)歷畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、電子溫度計(jì)臺(tái)歷論文國(guó) 家 示 范 性 高 等 職 業(yè) 院 校電子溫度計(jì)臺(tái)歷姓名： 吳保林 年級(jí)： 2010 專業(yè)： 電子信息工程技術(shù)電話：e-mail: wlr5678 志當(dāng)高 學(xué)當(dāng)勤 能必強(qiáng) 技必精xxxx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任 務(wù) 書(shū) 電子信息工程 系（部） 電子信息工程技術(shù) 專業(yè) 2010電子信息工程技術(shù)班 學(xué)生 xxx 學(xué)號(hào) xxxxxxxxxx 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 電子溫度計(jì)臺(tái)歷 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)定進(jìn)行的日期：2012年11月1日起至2013年5月20 日 止 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)： 四、任務(wù)書(shū)的內(nèi)容：設(shè)計(jì)目的：電子臺(tái)歷是一種用數(shù)字

2、電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，節(jié)省了電能。因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘是一種典型的數(shù)字電路，包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。通過(guò)設(shè)計(jì)加深對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)。 我們此次設(shè)計(jì)電子臺(tái)歷是為了了解時(shí)鐘芯片ds1302和12864液晶的原理，加深對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的了解和認(rèn)識(shí)、以及知識(shí)遷移的能力。而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法。且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)序電路，通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法，以及各種電路之間是怎樣聯(lián)系起來(lái)的。設(shè)計(jì)任

3、務(wù)： 1 設(shè)計(jì)指標(biāo)1.時(shí)間以24小時(shí)為一個(gè)周期；2.顯示時(shí)、分、秒；3.具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；4.計(jì)時(shí)過(guò)程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)；5.為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。設(shè)計(jì)要求(1)顯示室內(nèi)溫度，精度 0.5 度； (2) 顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可以對(duì)年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，可調(diào)整時(shí)間、日期； (3) 設(shè)置鬧鐘三個(gè)以上；(4)具有溫度報(bào)警功能；說(shuō)明： 1.顯示屏采用126*64規(guī)格 2.時(shí)間和日期的顯示格式可自定義工作日程安排：2012.11.15-2012.12.20查找相關(guān)書(shū)籍

4、、參考文獻(xiàn)，了解設(shè)計(jì)原理。2012.12.21-2012.12.30 進(jìn)行模擬仿真2013.01.01-2013.01.15編寫程序，實(shí)現(xiàn)功能.2013.01.26-2013.05.10 寫論文，上交設(shè)計(jì)作品設(shè)計(jì)（論文）要求： 要求提供以下設(shè)計(jì)資料，匯報(bào)設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有設(shè)計(jì)心得體會(huì)并裝訂成冊(cè)：1.摘要(所做的設(shè)計(jì)如有特別之處，一定要挑明)；2. 原理框圖3. 元器件明細(xì)表及參數(shù)選擇4. 各功能塊電路圖5. pcb文件生成與打印輸出6. 操作原理簡(jiǎn)要說(shuō)明7.調(diào)試的結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)要求學(xué)生開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)書(shū)日期 200 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日學(xué)生送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（

5、論文）日期： 200 年 月 日 教研室主任簽名： 年 月 日學(xué)生簽名： 年 月 日目錄1 緒論71.1 電子臺(tái)歷的背景71.2電子臺(tái)歷的意義81.3電子臺(tái)歷的應(yīng)用82 整體設(shè)計(jì)方案選擇82.1 555定時(shí)器方案82.2 單片機(jī)方案83 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計(jì)83.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(ram)83.1.3 程序存儲(chǔ)器(rom)：83.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(rom)：83.1.5 并行輸入輸出(i/o)口：83.1.6 全雙工串行口：83.1.7 中斷系統(tǒng)：83.1.8 時(shí)鐘電路：83.2 顯示器83.2.1 液晶顯示模塊概述83.2.2 外形尺寸83.2.3 模塊引腳說(shuō)明83.

6、3 時(shí)鐘芯片130283.3.1 ds1302時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介83.3.3 ds1302的工作原理83.3.4 ds1302的寄存器和控制命令83.3.5 ds1302內(nèi)部寄存器列表83.4 ds18b20測(cè)溫系統(tǒng)83.4.1 ds18b20簡(jiǎn)介83.4.2 ds18b20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理83.5 鍵盤控制電路83.6供電系統(tǒng)83.7語(yǔ)音報(bào)時(shí)系統(tǒng)83.8紅外遙控設(shè)計(jì)84數(shù)字鐘的軟件設(shè)計(jì)84.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖84.1.1主函數(shù)程序 流程圖和效果圖84.1.2主函數(shù)程序 編寫：84.2 12864led顯示函數(shù)84.2.1顯示函數(shù)程序 流程圖84.2.2顯示函數(shù)程序 編寫：84.3 ds13

7、02函數(shù)84.3.1 ds1302程序 流程圖84.4 ds18b20溫度采集84.4.1 ds18b20溫度采集 流程圖84.4.3 ds18b20函數(shù)編寫84.5.2.1 時(shí)間設(shè)置菜單顯示84.5.2.2 時(shí)間設(shè)置菜單顯示 函數(shù)編寫：84.5.3.1時(shí)間設(shè)置菜單顯示84.5.3.2 鬧鐘設(shè)置菜單顯示 函數(shù)編寫：84.5.3.1 紅外遙控84.5.3.2 紅外遙控 函數(shù)編寫：8致 謝8附 錄8電子溫度計(jì)臺(tái)歷吳保林（柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系）摘要 隨著科技的快速發(fā)展，時(shí)間的流逝，至從觀太陽(yáng)、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。美國(guó)dallas公司推出的具有涓細(xì)電流充電能的低功耗

8、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路ds1302。它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，而且ds1302的使用壽命長(zhǎng)，誤差小。對(duì)于數(shù)字電子萬(wàn)年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、周日、時(shí)、分、秒和溫度等信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。該電路采用at89s52單片機(jī)作為核心，功耗小，能在3v的低壓工作，電壓可選用35v電壓供電。 綜上所述此萬(wàn)年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。關(guān)鍵詞：時(shí)鐘電鐘 ds1302 ds18b20 動(dòng)態(tài)掃描 1 緒論1.1 電子臺(tái)歷的背景 作為中國(guó)一種傳統(tǒng)的東西，掛歷在人們心

9、中一直有著特殊的含義。因?yàn)閽鞖v除了有查閱日期、方便記事等功能外，還是一種頗有文化品位的裝飾物。而對(duì)于一些公司、企業(yè)，在掛歷上印刷一些自己的產(chǎn)品、服務(wù)內(nèi)容、聯(lián)系電話等，無(wú)疑也是一種宣傳，也正是因?yàn)槿绱?，掛歷長(zhǎng)期以來(lái)一直受到人們的青睞。什么銅版紙、塑膜掛歷、典雅的宣紙、絹絲、油畫布掛歷和富麗堂皇的金箔畫、鐳射畫掛歷等層出不窮。而今，隨著時(shí)代發(fā)展，掛歷大有美人遲暮之感。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)90%的家庭表示今年將不會(huì)去買掛歷；其中50%的市民家庭的掛歷是單位發(fā)或他人送；但這50%的市民表示，如果單位不發(fā)、他人不送，自己不會(huì)主動(dòng)去買。那么是什么讓本設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)如此疲軟呢？眾所周知，傳統(tǒng)掛歷最大的功能是查看日期，裝飾

10、其次，作為禮品則是最后。近些年隨著生活水平的提高，人們獲知日期的途徑已越來(lái)越多。據(jù)中國(guó)社會(huì)調(diào)查事務(wù)所(ssic)在北京、上海等地對(duì)265位居民進(jìn)行的計(jì)算機(jī)輔助電話調(diào)查顯示（此項(xiàng)調(diào)查為多選題）：有68%的被訪者看日歷，有62%的被訪者看臺(tái)歷(其中有21%的被訪者使用的是電子臺(tái)歷)；有58%的被訪者看呼機(jī)；有27%的被訪者看手機(jī)；有20%的被訪者看手表；有14%的被訪者看街上的顯示牌；有33%的被訪者看電視；有60%的被訪者看報(bào)紙；有16%的被訪者聽(tīng)廣播；有42%的被訪者上網(wǎng)；有12%的被訪者向別人打聽(tīng)。由此表明，掛歷實(shí)用功能的弱化直接導(dǎo)致了掛歷市場(chǎng)的”疲軟”。 那么，曾經(jīng)被認(rèn)同的裝飾功能呢？回答

11、也是否定的。很多人已經(jīng)明確表示，明年不掛掛歷。因?yàn)橄M(fèi)者認(rèn)為花很大力氣裝修的房子，有誰(shuí)愿意在墻上打個(gè)眼兒掛掛歷呢？影響美觀不說(shuō)，還很俗氣。至于禮品功能，大多數(shù)消費(fèi)者都認(rèn)為現(xiàn)在用掛歷當(dāng)禮品有點(diǎn)不夠檔次1.2電子臺(tái)歷的意義隨著電子科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的掛歷已被一些高檔的電子臺(tái)歷所取代，與傳統(tǒng)的掛歷相比，電子臺(tái)歷融合了掛歷和時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)，能晝夜清晰顯示，集年、月、日、時(shí)、分、秒、日期、農(nóng)歷、氣溫于一體，外觀新穎，造型別具一格。除此之外由于掛歷制作成本相對(duì)較高，掛歷的銷售價(jià)格也大多在1530元之間，而一個(gè)電子臺(tái)歷的價(jià)格也在這之間，但是掛歷只能用一年，而電子臺(tái)歷則不一樣，由于它可以自動(dòng)識(shí)別閏年、公歷、農(nóng)歷

12、、大小月份、農(nóng)歷，星期能自動(dòng)對(duì)應(yīng)公歷無(wú)須調(diào)整。對(duì)若干年前后的日期都可以查詢，但考慮到其壽命原因，至少也可用58年。在價(jià)格相差不大的情況下，電子臺(tái)歷的性價(jià)比顯然要高的多，就其閱讀功能而言，電子臺(tái)歷閱讀起來(lái)更加方便，同時(shí)他還有鬧鈴和顯示溫度的功能，這比傳統(tǒng)的掛歷要強(qiáng)大的多。其實(shí)現(xiàn)的方法也很簡(jiǎn)單，用一個(gè)單片機(jī)和lcd液晶顯示器就可以實(shí)現(xiàn)，由此可見(jiàn)，電子臺(tái)歷的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)價(jià)值要比掛歷要高的多，電子臺(tái)歷取代傳統(tǒng)的掛歷已成為不可抵擋的趨勢(shì)。1.3電子臺(tái)歷的應(yīng)用 數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便

13、。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。 2 整體設(shè)計(jì)方案選擇2.1 555定時(shí)器方案 555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極型工藝制作的稱為 555，用 cmos 工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5v16v 工作，7555 可在 318v 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200ma，因而其輸出可與 ttl、cmos 或者模擬電路電平兼容。采用555定時(shí)器來(lái)輸入脈沖，先通過(guò)74ls90

14、進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)（時(shí)鐘的秒數(shù)個(gè)位），達(dá)到進(jìn)位時(shí)將進(jìn)位送入74ls92進(jìn)行六進(jìn)制計(jì)數(shù)（時(shí)鐘的秒數(shù)十位），進(jìn)位送入74ls90進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)（時(shí)鐘的分位）；由74ls47譯碼后送給數(shù)碼管進(jìn)行顯示。數(shù)字時(shí)鐘結(jié)構(gòu)框圖如圖圖2-1數(shù)字時(shí)鐘的原理框圖用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，輸出穩(wěn)定的調(diào)頻脈沖，作為時(shí)間基準(zhǔn)。振蕩器是計(jì)時(shí)器的核心，其作用是產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率的脈沖信號(hào)。振蕩頻率的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。圖采用集成電路555定時(shí)器與rc組成t=1ms的多諧振蕩器。輸出的脈沖頻率為f=1khz。555振蕩器電路圖圖2-2 555振蕩器電路74ls90是異步二五十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

15、，又可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。74ls90的功能如表2.3所示。通過(guò)不同的連接方式，74ls90 可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能；而且可借助 r0(1)、r0(2)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，借助 s9(1)、s9(2)將計(jì)數(shù)器置 9。其功能詳述如下：(1) 計(jì)數(shù)脈沖從 cp1 輸入，qa 作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(2) 計(jì)數(shù)脈沖從 cp2 輸入，qdqcqb 作為輸出端，為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(3) 若將 cp2 和 qa 相連，計(jì)數(shù)脈沖由 cp1 輸入，qd、qc、qb、qa 作為輸出端，則構(gòu)成異步 8421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(4) 若將 cp1 與 qd 相連，計(jì)數(shù)脈沖由 cp2 輸入，q

16、a、qd、qc、qb 作為輸出端，則構(gòu)成異步 5421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(5) 清零、置 9 功能。74ls92（6進(jìn)制計(jì)數(shù)器）表1 74ls92的真值表countoutputq0q1q2q30llll1hlll2lhll3hhll4llhl5hlhl6lllh7hllh8lhlh9hhlh10llhh11hlhh譯碼器74ls4774ls47是bcd-7段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，74ls47的功能用于將bcd碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過(guò)它解碼，可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字，從而簡(jiǎn)化了程序，節(jié)約了單片機(jī)的io開(kāi)銷。譯碼為編碼的逆過(guò)程。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過(guò)來(lái)。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏

17、輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。74ls47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器。與數(shù)碼管配合使用。價(jià)格貴2.2 單片機(jī)方案單片機(jī)（常用英文字母的縮寫mcu表示）是微型機(jī)的一個(gè)主要分支，它在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)使把cpu、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)具有如下特點(diǎn)：有優(yōu)異的性能價(jià)格比；1 集成度高、體積小、有很高的可靠性；2 控制功能強(qiáng)；3 低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；4 外部總線增加了i2c、spi等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)；5 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配

18、置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能ic卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。單片機(jī)廣泛應(yīng)于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域傳統(tǒng)。利用單片機(jī)的智

19、能性，可方便地實(shí)現(xiàn)具有智能的電子鐘設(shè)計(jì)。單片機(jī)均具有時(shí)鐘振蕩系統(tǒng)，利用系統(tǒng)時(shí)鐘借助微處理器的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)電子鐘功能。然而系統(tǒng)時(shí)鐘誤差較大，電子鐘的積累誤差也可能較大，所以可以通過(guò)誤差修正軟件加以修正，或者在設(shè)計(jì)中加入高精度時(shí)鐘日歷芯片，以精確時(shí)間。另外很多功能不同的單片機(jī)是兼容的，這就更便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多功能性。單片機(jī)方案設(shè)計(jì)框圖：圖2-4單片機(jī)方案設(shè)計(jì)框圖2.2.1 芯片選擇1.ds1302ds1302 是美國(guó)dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶ram的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5v5.5v。采用三線接口與cpu

20、進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或ram數(shù)據(jù)。ds1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的ram寄存器。ds1302是ds1202的升級(jí)產(chǎn)品，與ds1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。使用時(shí)鐘芯片ds1302。它是一種高性能、低功耗、帶ram的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能。2.使用液晶（12864）進(jìn)行顯示。md12864c-1漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16x16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8x16點(diǎn)陣）及64x256點(diǎn)陣顯

21、示ram（gdram）。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:電源：vdd 3.3v+5v(內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓)；顯示內(nèi)容：128列 64行顯示顏色：灰膜顯示角度：6：00鐘直視lcd類型：stn與mcu接口：8位或4位并行/3位串行配置led背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等3.使用18b20測(cè)溫ds18b20是美國(guó)dallas半導(dǎo)體公司繼ds1820之后最新推出的一種數(shù)字化單總線器件。屬于新一代適配微處理器的改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。ds18b20的性能特點(diǎn)如下：（1）

22、采用dallas公司獨(dú)特的單線接口方式：ds18b20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與ds18b20的雙向通訊； （2）在使用中不需要任何外圍元件；（3）可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓范圍：+3.0v+5.5v；（4）測(cè)溫范圍：-55+125。固有測(cè)溫分辨率為0.5。當(dāng)在-10+85范圍內(nèi)，可確保測(cè)量誤差不超過(guò)0.5，在-55+125范圍內(nèi)，測(cè)量誤差也不超過(guò)2；（5）通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方式；（6）用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值；（7）支持多點(diǎn)的組網(wǎng)功能，多個(gè)ds18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫（8）負(fù)壓特性，即具有電源反接保護(hù)電路。當(dāng)電源電壓的極性反接

23、時(shí)，能保護(hù)ds18b20不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但此時(shí)芯片無(wú)法正常工作；（9）ds18b20的轉(zhuǎn)換速率比較高，進(jìn)行9位的溫度值轉(zhuǎn)換只需93.75ms；（10）適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)；（11）內(nèi)含64位激光修正的只讀存儲(chǔ)rom，扣除8位產(chǎn)品系列號(hào)和8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(crc)之后，產(chǎn)品序號(hào)占48位。出廠前產(chǎn)品序號(hào)存入其rom中。在構(gòu)成大型溫控系統(tǒng)時(shí)，允許在單線總線上掛接多片ds18b206。4.單片機(jī)目前在單片機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用比較廣泛的微處理器芯片主要為8xc5x系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)均采用標(biāo)準(zhǔn)mcs-51內(nèi)核，硬件資源相互兼容，品類齊全，功能完善，性能穩(wěn)定，體積小，價(jià)格低廉，貨源充足，調(diào)試和編程方便，

24、所以應(yīng)用極為廣泛。at89s52單片機(jī)是一款低功耗，低電壓，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kb（可經(jīng)受1000次擦寫周期）的flash可編程可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（eprom），器件采用cmos工藝和atmei公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)器（nuram）技術(shù)制造，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與mcs-51兼容。片內(nèi)的flash存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程器來(lái)編程。因此，at89s52是一種功能強(qiáng)，靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，可方便的應(yīng)用在各個(gè)控制領(lǐng)域。at89s52具有以下主要性能：1. 8kb可改編程序flash存儲(chǔ)器；2. 全靜態(tài)工作：024hz；3. 256

25、8字節(jié)內(nèi)部ram；4. 32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口；5. 8個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)； 3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器；6. 可編程串行通道；7. 片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，at89s52是用靜態(tài)邏輯來(lái)設(shè)計(jì)的，其工作頻率可下降到0hz，并提供兩種可用軟件來(lái)選擇的省電方式空閑方式（idle mode）和掉電方式（power down mode）。在空閑方式中，cpu停止工作，而ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時(shí)鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，只保存片內(nèi)ram中的內(nèi)容，直到下一次硬件復(fù)位為止。語(yǔ)音報(bào)時(shí)方案語(yǔ)音芯片是特定的固定標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以通過(guò)單片機(jī)最

26、少一個(gè)io口控制多達(dá)32段聲音任意調(diào)用和組合的語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)芯片。通常最常用的控制方式是采用了模擬串行的控制方式（3個(gè)io）。如需要播放第幾個(gè)地址的內(nèi)容就發(fā)送幾個(gè)脈沖，可以快速的控制多達(dá)32段地址的任意組合。3 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計(jì)3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、/ea=1組成。圖3-1最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1 中央處理器：中央處理器(cpu)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，cpu負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。3.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(ram)8052內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和1

27、28個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的ram只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 圖3-2 單片機(jī)8052的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.1.3 程序存儲(chǔ)器(rom)：8052共有4096個(gè)8位掩膜rom，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。3.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(rom)：8052有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。3.1.5 并行輸入輸出(i/o)口：8052共有4組8位i/o口(p0、 p1、p2或p3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。3.1.6 全雙

28、工串行口：8052內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。3.1.7 中斷系統(tǒng)：8052具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。3.1.8 時(shí)鐘電路：8052內(nèi)置最高頻率達(dá)12mhz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8052單片機(jī)需外置振蕩電容。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛(harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一。8052的復(fù)位方式可以是自

29、動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖4。此外，reset/vpd還是一復(fù)用腳，vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部ram的數(shù)據(jù)不丟失圖3-3 上電自動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位電路圖圖 3-4 內(nèi)部和外部時(shí)鐘方式圖pin30:ale/當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)，ale(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ale端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，ale會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。 如果單片機(jī)是eprom，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。pin29:當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通

30、信號(hào)，pc的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在p0和p2口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到p0口上，由cpu讀入并執(zhí)行。3.2 顯示器3.2.1 液晶顯示模塊概述md12864c-1漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16x16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8x16點(diǎn)陣）及64x256點(diǎn)陣顯示ram（gdram）。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:電源：vdd 3.3v+5v(內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓)；顯示內(nèi)容：128列 64行顯示顏色：灰膜顯示角度：6：00鐘直視lcd類型：stn與mcu接口：8位或4位并行/3位串行配置led背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等

31、3.2.2 外形尺寸外觀尺寸：937012.5mm 視域尺寸：7339mm3.2.3 模塊引腳說(shuō)明表 2模塊引腳說(shuō)明3.3 時(shí)鐘芯片13023.3.1 ds1302時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介ds1302 是美國(guó)dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶ram的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5v5.5v。采用三線接口與cpu進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或ram數(shù)據(jù)。ds1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的ram寄存器。ds1302是ds1202的升級(jí)產(chǎn)品，與ds1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳

32、，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。3.3.2結(jié)構(gòu) 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(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。ds1302由vcc1或vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)vcc2大于vcc1+0.2v時(shí)，vcc2給ds1302供電。當(dāng)vcc2小于vcc1時(shí)，ds1302由vcc1供電。x1和x2是振蕩源，外接32.768khz晶振。rst是復(fù)位/片選線，通過(guò)把rst輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)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)傳送的方法。當(dāng)r

33、st為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)ds1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中rst置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，i/o引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在vcc2.0v之前，rst必須保持低電平。只有在sclk為低電平時(shí)，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)，后面有詳細(xì)說(shuō)明。sclk為時(shí)鐘輸入端。 3.3.3 ds1302的工作原理ds1302工作時(shí)為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)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(shù)據(jù)在時(shí)鐘（sclk）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問(wèn)地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，

34、寫操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。3.3.4 ds1302的寄存器和控制命令 對(duì)ds1302的操作就是對(duì)其內(nèi)部寄存器的操作，ds1302內(nèi)部共有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為bcd碼形式。此外，ds1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與ram相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器以外的寄存器。日歷、時(shí)間寄存器及控制字如表3所示：表3 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對(duì)照表寄存器名稱6543210ram/cka4a3a2a1a0rd/w秒寄

35、存器000000分寄存器000001小時(shí)寄存器000010日寄存器000011月寄存器000100星期寄存器000101年寄存器000110寫保護(hù)寄存器000111慢充電寄存器001000時(shí)鐘突發(fā)寄存器011111（注：最后一位rd/w為“0”時(shí)表示進(jìn)行寫操作，為“1”時(shí)表示讀操作。）3.3.5 ds1302內(nèi)部寄存器列表如表4所示：寄存器名稱命令字取值范圍各位內(nèi)容寫讀76543210秒寄存器80h81h00-59ch10secsec分寄存器82h83h00-59010minmin小時(shí)寄存器84h85h01-12或00-2312/240ahrhr日期寄存器86h87h01-28,29,30,3

36、10010datedate月份寄存器88h89h01-1200010mmonth周寄存器8ah8bh01-0700000day年份寄存器8ch8dh00-9910yearyeards1302內(nèi)部的ram分為兩類，一類是單個(gè)ram單元，共31個(gè)，每個(gè)單元為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為cohfdh，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的ram，此方式下可一次性讀寫所有的ram的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為feh（寫）、ffh（讀）。我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了控制寄存器和ram的邏輯地址，接著就需要知道如何通過(guò)外部接口來(lái)訪問(wèn)這些資源。單片機(jī)是通過(guò)簡(jiǎn)單的同步串行通訊與ds1302通訊的，每次通訊都

37、必須由單片機(jī)發(fā)起，無(wú)論是讀還是寫操作，單片機(jī)都必須先向ds1302寫入一個(gè)命令幀，這個(gè)幀的格式如表1所示，最高位bit7固定為1，bit6決定操作是針對(duì)ram還是時(shí)鐘寄存器，接著的5個(gè)bit是ram或時(shí)鐘寄存器在ds1302的內(nèi)部地址，最后一個(gè)bit表示這次操作是讀操作抑或是寫操作。物理上，ds1302的通訊接口由3個(gè)口線組成，即rst，sclk，i/o。其中rst從低電平變成高電平啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，sclk是時(shí)鐘線，i/o是數(shù)據(jù)線。但是請(qǐng)注意，無(wú)論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是對(duì)時(shí)鐘信號(hào)敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效是在下降沿（ds1302正是如此的，但是在芯片手冊(cè)

38、里沒(méi)有明確說(shuō)明），如果不是特別確定，則把程序設(shè)計(jì)成這樣：平時(shí)sclk保持低電平，在時(shí)鐘變動(dòng)前設(shè)置數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘變動(dòng)后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在sclk保持為低電平的時(shí)候，相鄰的操作之間間隔有一個(gè)上升沿和一個(gè)下降沿。3.4 ds18b20測(cè)溫系統(tǒng)3.4.1 ds18b20簡(jiǎn)介ds18b20是美國(guó)dallas半導(dǎo)體公司繼ds1820之后最新推出的一種數(shù)字化單總線器件。屬于新一代適配微處理器的改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e在93.75ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從ds18b2

39、0讀出的信息或?qū)懭雂s18b20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的ds18b20供電，而無(wú)需額外電源。因而使用ds18b20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。同時(shí)其“一線總線”獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入了全新的概念。ds18b20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為-55+125?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字方式串行輸出，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。因此，數(shù)字化單總線器件ds18b20適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或

40、過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較ds18b20都有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來(lái)了更方便和更令人滿意的效果?？蓮V泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測(cè)量及控制儀器、測(cè)控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。ds18b20的性能特點(diǎn)如下：（1） 采用dallas公司獨(dú)特的單線接口方式：ds18b20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與ds18b20的雙向通訊； （2）在使用中不需要任何外圍元件；（3）可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓范圍：+3.0v+5.5v；（4）測(cè)溫范圍：-55+125。固有測(cè)溫分辨率為0.5。當(dāng)在-10+85范圍內(nèi)，可確保測(cè)量誤差不超過(guò)0.5，在-5

41、5+125范圍內(nèi)，測(cè)量誤差也不超過(guò)2；（5）通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方式；（6）用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值；（7）支持多點(diǎn)的組網(wǎng)功能，多個(gè)ds18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫（8）負(fù)壓特性，即具有電源反接保護(hù)電路。當(dāng)電源電壓的極性反接時(shí)，能保護(hù)ds18b20不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但此時(shí)芯片無(wú)法正常工作；（9）ds18b20的轉(zhuǎn)換速率比較高，進(jìn)行9位的溫度值轉(zhuǎn)換只需93.75ms；（10）適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)；（11）內(nèi)含64位激光修正的只讀存儲(chǔ)rom，扣除8位產(chǎn)品系列號(hào)和8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(crc)之后，產(chǎn)品序號(hào)占48位。出廠前產(chǎn)品序號(hào)存入其rom中。在構(gòu)成大型溫控系

42、統(tǒng)時(shí)，允許在單線總線上掛接多片ds18b206。3.4.2 ds18b20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理ds18b20采用3腳pr35封裝或8腳soic封裝。 圖 3-6 ds18b20封裝圖i/o為數(shù)據(jù)輸入/輸出端（即單線總線），它屬于漏極開(kāi)路輸出，外接上拉電阻后，常態(tài)下呈高電平。udd是可供選用的外部電源端，不用時(shí)接地，gnd為地，nc空腳。ds18b20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括7部分:寄生電源、溫度傳感器、64位激光（loser）rom與單線接口、高速暫存器（即便筏式ram，用于存放中間數(shù)據(jù)）、th觸發(fā)寄存器和tl觸發(fā)寄存器，分別用來(lái)存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值、存儲(chǔ)和控制邏輯、位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（crc）

43、發(fā)生器。ds18b20是本設(shè)計(jì)中的核心部件，是用來(lái)檢測(cè)溫度的傳感器，它自身可以把檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)一根信號(hào)線將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)直接傳輸給單片機(jī)，供應(yīng)5v的電源就行了，只要對(duì)其進(jìn)行一系列必要的編程，就可以實(shí)現(xiàn)將溫度全部讀出。 圖 3-7 ds18b20的連接電路3.5 鍵盤控制電路根據(jù)功能需要，本時(shí)鐘需要設(shè)置以下功能鍵：設(shè)置鍵，加1操作鍵，確定操作鍵，退出鍵。由于本設(shè)計(jì)中最多需要3個(gè)按鍵，若采用矩陣式鍵盤時(shí)會(huì)有按鍵浪費(fèi)，故采用的是獨(dú)立式鍵盤其中k1設(shè)為確定、進(jìn)入、在主界面時(shí)為時(shí)間設(shè)置進(jìn)入鍵，k2設(shè)為up鍵、光標(biāo)移動(dòng)、在主界面時(shí)為語(yǔ)音演示鍵，k3為退出、主界面時(shí)進(jìn)入鬧鈴設(shè)置鍵。按

44、鍵功能參見(jiàn)表3.5。表5 按鍵功能表按鍵鍵名功能屬性aset功能選擇設(shè)置自動(dòng)復(fù)位bup數(shù)值加一操作自動(dòng)復(fù)位cout退出自動(dòng)復(fù)位按鍵操作說(shuō)明如下：a鍵：在正常顯示時(shí)間狀態(tài)下，第一次按下后，開(kāi)始校對(duì)秒，以后每次按下都會(huì)分別進(jìn)入對(duì)分、時(shí)、鬧鈴分、鬧鈴時(shí)、日、月、年的校對(duì)狀態(tài)。b鍵：在校對(duì)狀態(tài)下，每次按動(dòng)該鍵，都會(huì)使相應(yīng)校對(duì)位進(jìn)行加1操作。例如：校對(duì)小時(shí)狀態(tài)，每按一下，小時(shí)位加1，當(dāng)加至小時(shí)最高值23時(shí)，再按k4鍵，小時(shí)位回0。調(diào)分、秒、年、月、日與皆之相同，只是各位最高值不同。c鍵：按下該鍵，保存設(shè)置返回時(shí)間顯示狀態(tài)并且。3.6供電系統(tǒng)由于單片機(jī)、ds1302、ds18b20以及12864液晶顯示都

45、需要5v供電。所以決定選用usb電池盒6v作為供電系統(tǒng)。并且搭配一塊1.5v紐扣電池為ds1302進(jìn)行單獨(dú)供電，以保證時(shí)間的穩(wěn)定，以免電池沒(méi)電或者切換電池事導(dǎo)致時(shí)間不正確！3.7語(yǔ)音報(bào)時(shí)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)的語(yǔ)音報(bào)時(shí)系統(tǒng)，采用的是ny3p035ap8語(yǔ)音芯片,此芯片在淘寶網(wǎng)上購(gòu)得。規(guī)格：sop8/dip8腳封裝電壓：1.8-5.5v靜態(tài)電流：2ua聲音驅(qū)動(dòng)方式：pwm直接驅(qū)動(dòng)8歐0.5w喇叭（所有的都可以，只是聲音大小差別）語(yǔ)音內(nèi)容：使用說(shuō)明：語(yǔ)音芯片可以通過(guò)單片機(jī)等其他控制設(shè)備，任意組合上面的數(shù)字，從而到達(dá)語(yǔ)音播報(bào)時(shí)間、星期、年、月、日、溫度、濕度等。例如：今天是2012年3月17日現(xiàn)在北京時(shí)間是21

46、點(diǎn)28分30秒。語(yǔ)音芯片是特定的固定標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以通過(guò)單片機(jī)最少一個(gè)io口控制多達(dá)32段聲音任意調(diào)用和組合的語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)芯片。通常最常用的控制方式是采用了模擬串行的控制方式（3個(gè)io）。如需要播放第幾個(gè)地址的內(nèi)容就發(fā)送幾個(gè)脈沖，可以快速的控制多達(dá)32段地址的任意組合。表6 語(yǔ)音內(nèi)容語(yǔ)音芯片管腳圖：圖 3-9語(yǔ)音芯片管腳圖單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片電路圖：圖 3-10單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片電路圖控制原理說(shuō)明：此控制方式是采用了模擬串行的控制方式。如需要播放第幾個(gè)地址的內(nèi)容就發(fā)送幾個(gè)脈沖（大于0.2ms即可，建議采用1ms左右，下同）的原理，可以快速的控制多達(dá)32段地址的任意組合。模擬串行工作時(shí)各io的作用：bu

47、sy：芯片工作時(shí)（播放聲音），輸出低電平，停止工作或者待機(jī)是，保持高電平；data：接受控制脈沖的腳位。收到幾個(gè)脈沖，就播放第幾個(gè)地址的內(nèi)容；rst：任何時(shí)候，收到高電平，都可以使芯片的播放指針歸零（就是是data的腳位恢復(fù)到初始狀態(tài)），同時(shí)即刻使芯片停止，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；工作示例：例如現(xiàn)在需要播放第十段聲音。單片機(jī)控制原理是：先發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖到rst腳，接著發(fā)送10個(gè)脈沖到data腳。芯片即刻工作，播放第十段的聲音；如果需要播放第五段的聲音，則是：先發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖到rst腳，接著發(fā)送5個(gè)脈沖到data腳。芯片即刻工作，播放第5段的聲音；例如需要連續(xù)播放第十段和第五段聲音：先發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖

48、到rst腳，接著發(fā)送10個(gè)脈沖到data腳。芯片即刻工作，播放第十段的聲音，同時(shí)單片機(jī)判斷語(yǔ)音芯片的busy是否是高電平，如果不是則一直等待，如果是高電平，則發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖到rst腳，接著發(fā)送5個(gè)脈沖到data腳。芯片即刻工作，播放第5段的聲音.依此類推。簡(jiǎn)單測(cè)試：很多使用者初次使用時(shí)候，沒(méi)有完全了解工作原理或者連接不當(dāng)，導(dǎo)致在系統(tǒng)上面調(diào)試很長(zhǎng)時(shí)間，以至于懷疑芯片的穩(wěn)定性，現(xiàn)在提供最簡(jiǎn)單的測(cè)試方式，以便了解其工作原理。同時(shí)也大大提供初次調(diào)試的成功率。3.8紅外遙控設(shè)計(jì)發(fā)射采用的是在網(wǎng)上2塊錢淘的21鍵超薄遙控器。1.尺寸：86*40*6.0mm2.產(chǎn)品內(nèi)含1個(gè)cr2025紐扣電3.遙控距離:

49、 1018米 (直線無(wú)障礙距離)4.發(fā)射管紅外波長(zhǎng)：940nm5.晶振: 振蕩頻率455khz, 紅外載波頻率: 38khz6.面貼材料:0.125mmpet,按鍵有效壽命2萬(wàn)次以上.4數(shù)字鐘的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實(shí)質(zhì)性功能）的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：（1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開(kāi)發(fā)清晰、簡(jiǎn)潔和流程合理；（2）培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、實(shí)行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改；（3）建立正確

50、的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)；（4）繪制程序流程圖；（5）合理分配系統(tǒng)資源；（6）為程序加入注釋，提高可讀性，實(shí)施軟件工程；（7）注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖每一個(gè)程序都需要一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的主程序其中包含了很多的子程序。主程序不停的調(diào)用子程序來(lái)完成我們所設(shè)定的任務(wù)和運(yùn)行模式。4.1.1主函數(shù)程序 流程圖和效果圖圖 4-1 主函數(shù)流程圖 顯示主界面圖4-2顯示主界面4.1.2主函數(shù)程序 編寫：#include #include ds1302.h#include lcd12864.h#include set_clock.h#include

51、 display_main_menu.h#include set_system.h#include set_temp.h#include set_alarm_clock.hvoid main()init_12864();while(1)key();display_main_menu();alarm_clock();alarm_temp();4.2 12864led顯示函數(shù)12864led作為整體模塊使用需要先用單片機(jī)進(jìn)行底層驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)置，在其中加上我們要顯示的內(nèi)容。而底層驅(qū)動(dòng)比較復(fù)雜需要使用很多的特定函數(shù)根據(jù)時(shí)序圖進(jìn)行編寫。在此過(guò)程中為了加大程序的可讀性，故改變成頭文件lcd12864.h來(lái)

52、定義變量。4.2.1顯示函數(shù)程序 流程圖圖4-3 顯示函數(shù)程序流程圖4.2.2顯示函數(shù)程序 編寫：見(jiàn)附錄一；4.3 ds1302函數(shù)ds1302是一塊集成時(shí)鐘芯片不僅可以設(shè)置時(shí)間還可以設(shè)置年月日。該程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)ds1302寫保護(hù)、充電，對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒等寄存器的讀寫操作。在讀寫操作子程序中都執(zhí)行了關(guān)中斷指令，因?yàn)樵诖型ㄐ艜r(shí)對(duì)時(shí)序要求比較高，而且在此是用i/o口軟件模擬串行時(shí)鐘脈沖，所以在通信過(guò)程中最好保證傳輸?shù)倪B續(xù)性，不要允許中斷。4.3.1 ds1302程序 流程圖圖4-4 萬(wàn)年歷程序流程圖4.3.2 ds1302函數(shù)編寫見(jiàn)附錄二；4.4 ds18b20溫度采集ds18b20在本設(shè)計(jì)中只是作用于拓展使用。來(lái)測(cè)試室內(nèi)環(huán)境溫度?？梢宰屛覀儾粌H僅是看時(shí)間還可看室內(nèi)當(dāng)前溫度！4.4.1 ds18b20溫度采集 流程圖圖 4-5 溫度采集程序流程圖4.4.3 ds18b20函數(shù)編寫見(jiàn)附錄三4.5.2.1