單片機原理及接口技術課程設計報告書智能電子鐘

1、單片機課程設計單片機原理及接口技術課程設計報告書題目名稱：智能時鐘姓 名：學 號：班 級：指導教師：淮海工學院理學院光信息系一、 系統(tǒng)設計內容1.1：設計要求：以at89c51單片機為核心，制作一個lcd現(xiàn)實的智能電子鐘（1） 該電子鐘可以顯示年、月、日、時、分、秒；（2） 閏年自動判斷；（3） 計時精度的誤差要1秒/月（具有微調設置）；（4） 鍵盤采用動態(tài)掃描方式查；1.2：本設計可實現(xiàn)的具體功能智能電子鐘的原理主要有4部分組成。（1） 單片機的外圍設備，即單片機最小系統(tǒng)，此部分是保證單片機能正常工作的必要部分；（2） 顯示部分，即lcd顯示，本次設計的智能電子鐘lcd除了可以顯示本次課程設

2、計的要求，即顯示年月日星期等外，還可以實時顯示溫度；（3） 時鐘芯片ds1302，ds1302是dallas公司推出的涓流充電時鐘芯片，內含一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)ram，其能夠計算2100年之前的年、月、日、星期、時、分、秒，具有閏年自動調整能力；（4） 溫度傳感器ds18b20部分，該部分主要對當時溫度進行實時采集，并傳送到時鐘顯示部分；（5） 按鍵部分：按鍵是對時鐘各部分的調整，模式鍵：可以切換到對年、月、日、星期、時、分、秒的調整；加1鍵，減1鍵，分別對各部分進行加1減1操作；二、 總體設計ds18b20簡介（1） 適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5v，在寄生電源方式下可

3、由數(shù) 據(jù)線供電；（2） 獨特的單線接口方式，ds18b20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與ds18b20的雙向通訊；（3） s18b20支持多點組網功能，多個ds18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網多點測溫；（4） 溫范圍55+125，在-10+85時精度為0.5；（5） 負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。lcd1602簡介（1） 液晶顯示屏是以若干個58或511點陣塊組成的顯示字符群。每個點陣塊為一個字符位，字符間距和行距都為一個點的寬度。（2） 具有64個字節(jié)的自定義字符ram，可自定義8個58點陣字符或四個511點陣字符。（3） 具

4、有80個字節(jié)的ram。（4） 標準的接口特性，適配m6800系列mpu的操作時序。（5） 模塊結構緊湊、輕巧、裝配容易。（6） 單+5v電源供電。低功耗、長壽命、高可靠性。（7） 接口引腳功能引腳號符號狀態(tài)功 能1vss電源地2vdd+5v邏輯電源3v0液晶驅動電源4rs輸入寄存器選擇1：數(shù)據(jù)；0：指令5r/w輸入讀、寫操作選擇1：讀；0：寫6e輸入使能信號7db0三態(tài)數(shù)據(jù)總線（lsb）8db1三態(tài)數(shù)據(jù)總線9db2三態(tài)數(shù)據(jù)總線10db3三態(tài)數(shù)據(jù)總線11db4三態(tài)數(shù)據(jù)總線12db5三態(tài)數(shù)據(jù)總線13db6三態(tài)數(shù)據(jù)總線14db7三態(tài)數(shù)據(jù)總線（msb）15leda輸入背光+5v16ledk輸入背光地注

5、：15、16兩管腳用于帶背光模塊，不帶背光的模塊這兩個管腳懸空不接。ds1302簡介ds1302 是美國dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶ram的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5v5.5v。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內部有一個318的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的ram寄存器。ds1302是ds1202的升級產品，與ds1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。單片機上電啟動時，蜂鳴器長響一次，并且顯示初始

6、化時間，以及ds18b20采集到的溫度。此時按下模式鍵，蜂鳴器響一下，當前時間暫停，并且光標移動，表明該位可以調整，再按下設置鍵可以對下一位進行調整，當設置鍵循環(huán)一次時，調整結束，當前時間開始走時。三、 硬件設計3.1：單片機最小系統(tǒng)該電路是能夠讓單片機正常工作的必要外圍設備，x2為11.05926mhz的晶振，為單片機提供脈沖信號3.2：顯示電路rs,rw,e三個管腳是lcd的控制端，控制lcd進行寄存器的選擇以及讀寫操作，控制lcd的顯示模式，d0d7分別為lcd的數(shù)據(jù)端口，因為用p0口作為數(shù)據(jù)端口，所以需要加一個10k的上拉電阻3.3：ds1302電路x1為32.768khz（215）的

7、晶振，其主要作用是產生基準時鐘信號的晶振，這個晶振與芯片內部的電路組成振蕩器，經過分頻可以得到精確地秒信號。vcc1為后備電源，vcc2為主電源。在主電源關閉的情況下，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vcc1時，ds1302由vcc1供電。rst是復位/片選線，通過把rst輸入驅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

8、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)。上電運行時，在 vcc2.0v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)，后面有詳 細說明。sclk為時鐘輸入端。 3.4：ds18b20電路dq為數(shù)字信號輸入/輸出端；gnd為電源地； vdd為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。3.5：按鍵電路如圖所示，設置鍵，加1 鍵，減1 鍵分別接單片機的p1.5，p1.6，p1.7，通過按鍵對時鐘進行調整3.6：蜂鳴器電路如圖所示，蜂鳴器用一個pnp型

9、三極管驅動，用5v電源供電。四、 元件清單器件名稱型號數(shù)量at89c51單片機1晶振32.768khz111.05926mhz1電容30pf2電解電容10uf1電阻30011k110k上拉電阻1按鍵3ds13021ds18b201lcd16021蜂鳴器無源1五、 遇到的問題這次的課程設計作品不是一個完美的作品，還有很多問題沒有解決掉，溫度問題就是一個最大的問題：ds18b20總是采集不到溫度數(shù)據(jù)。在以后的日子里，我將會繼續(xù)學習關于18b20的知識，爭取把在此次課程設計中遇到的關于18b20的問題解決掉！當然，這次的作品還有許多需要改進的地方，比如我的時鐘系統(tǒng)沒有鬧鐘功能，沒有高溫報警功能等等。

10、如果要擴展本次的時鐘系統(tǒng)功能的話，可以擴展鬧鐘功能，并且可以設置幾個鬧鐘，鬧鐘的聲音可以播放音樂，鬧鐘功能可以設置成只響一次還是每隔幾分鐘響一次。時間顯示部分如果能讓時間與星期同步就好了，比如把時間調到某年某月某日，則該日對應的星期自動調整，即星期與日期的調整時同步的，調整了時間也就是相當于調整了星期。六、 心得體會通過此次的課程設計，我更深刻的理解單片機這門課程動手實踐的重要性，同時也學到了書本上沒有講到的許多知識。單片機是一門實踐性很強的課程，只有親自動手才能把自己的想法實現(xiàn)出來。其實我感覺電路的調試才是最難的部分，軟件設計不會的可以對癥下藥，可以上網、去圖書館查資料，最終都可以解決，可是實物硬件調試卻不是那么簡單的，很多時候我們并不知道到底哪里出了錯，從而無從何下手。更要命的是軟件仿真提供的是一個完全理想化的環(huán)境，仿真成功的電路實際并不一定可以成功，有很多驅動電路軟件仿真時沒有也可以正常運行，可是實物焊接的時候就不可以，這一點也是比較難解決的問題。首先我們不知道有些驅動電路怎么連接，其次我們有時根本就不知道某些器件還需要驅動電路，因為很多驅動電路書上沒有提到，所以我們也沒有驅動電路的意識。所以此次的課程設計我明白了，在做實驗之前，一定要先上網或去圖書館查資料，看看別人的硬件實物圖是怎么連接的，并且要明白