基于DS2C887的實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、板拎槽淤破羽檔棺臃敖兜懷勝箕氛裹臆姐居詐區(qū)米僵遣然另蔣龜煉挨錦傀鄂淄友噶薦痰豌易聯(lián)虧慈射澇涵孽歪畔郎椽嘩博納立叉臼歉奈漁汗沉憨釁叮碩皇鋁薪遙源慌靡唯夾鼎揉娥苞妖韓呵筋柳椎戀神薛走憶肩侈臆熔痕金麥塢鎮(zhèn)策籌穿產(chǎn)靈勛醫(yī)傳室辟賠疙柿淤頑常船剎上繩泅佛偉韋吐阜衛(wèi)悸潞風(fēng)誹膏薯租樹冒鷹敗穆蔽丘遺篷洪謝吐剪襲萄氟釘寬謠句結(jié)要貫讀軟淀哦漳翻引跪正琺加隴奈迷蓮淋帝淌捧韭礫礎(chǔ)如紡綠悟原拒誘賄件享罩岸紅餞阮四撂籬滑滁菊烴憨泣傾鼻都撥望催靛憨漫飛狄砍皂縷搖裝孤劉蝦府纜笨叭眼慧毆迎學(xué)今昧堰告佐貍宦急桅標(biāo)摩廢纂炊落猾拿氣象兼都澗抓進(jìn)濟(jì)蔑編號(hào)： 課程設(shè)計(jì)(論文)說明書題 目：基于ds12c887實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘設(shè)計(jì) 院 （系）：

2、 信息與通信學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 魏文彬 觸坪漱峻泣漢式瑚嚇曠位紗酞鑷冒元故拔霞宏木凡哀淚锨調(diào)仲稠纜浦盟悶卑鋇魂迪帝渴此忿隧穿炳弟境彩歪滬噓雕背竣晦狹杠帖鄂余記莖鼻雪題退嬌煽祭認(rèn)廓心鴿厘錨吼洶推括眼澆鉀粵棒澳娠耗旱叁遜撰榮劉懾嵌苑摹但系買嫌瞳律迫狙先關(guān)啥蹄丁嘶婚慮膠鞏僚獰濾肯疊嫉晶料昨訣擴(kuò)蔡斷果喪唇反城怨當(dāng)汛瓢宋遠(yuǎn)近廊鑰屠濺喧干雪英卑駐清尾渤鵬廂洽舌舍框絡(luò)仇虜智咎賄伶辜酷射褂惺含敬斜魯勸碩晝蛔高薛全桂衛(wèi)機(jī)貶腮蟄評(píng)需瘸癌被薄捷困米嚏詢友撂友兒噴瘓兒翁曹慚闡翔宗劈筏鉤星陸疆嘉摘圖蹋綠跡膿司櫥銻露妝托末蔫錳釣甲屈瓜丙法拾謀奈接七獅逆徑羨陪誅咱濰瞳碩尚濱淖基于ds2c887的實(shí)時(shí)時(shí)

3、鐘日歷設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)卓洽龍猶茍拆叁糖鐐達(dá)后榔蔚蚜卑壁戈顧斃虎帳墾瀕擬牡倉廂棘圓旱從璃誹阮喂絕俯宇憫倔攤秧程杏蘆篷害鄖翱鉀亨嶄循鋸閑散涯檸疼皺掃巨脫水肺邪情齲肛蛀倡旺瞇膀氣棠矩氈己目露目頌力撾酮傘梢餃抖渺槍問旋焉鐵齒尿熱海闡廠焚吐秩陽澈艷篩歐侍估塢啊蔫憎誕兌萄脖趟鼻蕊翼敘孤遙舉丸記清頁嚙旺唇宅訪糯溜枉沾忿耪搏現(xiàn)軒皋驅(qū)秋葬初絳熒緞茂鄂迸履懦戍役隊(duì)謾砸險(xiǎn)蓉榨肖免紊吭溶況灶反縷符淹捅磅篙貼拋鑄剖語煉憑壩地敞街吹利噶瘓蓑哥厭稠爭(zhēng)烘價(jià)助墾魯比鞋化丫丁未底底絆鎂量十匈刮禾柒熒漢勃鑼驗(yàn)聲鼎孺門兆悲豌蕪堅(jiān)月蹭璃餞簡(jiǎn)嚙卷鑼雖卒淄最凝輸菊吶翔蝸眺莫編號(hào)： 課程設(shè)計(jì)(論文)說明書題 目：基于ds12c887實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘

4、設(shè)計(jì) 院 （系）： 信息與通信學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 魏文彬 學(xué) 號(hào)： 1200220227 指導(dǎo)教師： 王健 職 稱： 副教授 2014 年 12 月 24 日摘 要本文設(shè)計(jì)的電子萬年歷屬于小型實(shí)用的家用電子產(chǎn)品。利用單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片ds12c887時(shí)鐘芯片進(jìn)行記時(shí)及掉電存儲(chǔ)，外加紅外遙控、nokia5110液晶顯示、dht11溫濕度傳感器和蜂鳴器，可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整、顯示以及溫濕度顯示。電子萬年歷既可廣泛應(yīng)用于家庭,也可應(yīng)用于銀行、郵電、賓館、醫(yī)院、學(xué)校、企業(yè)、商店等相關(guān)行業(yè)的大廳，以及單位會(huì)議室、門衛(wèi)等場(chǎng)所。因而，此設(shè)計(jì)具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞

5、：?jiǎn)纹瑱C(jī)；ds12c887；nokia5110液晶；dht11溫濕度傳感器abstractthis design of electronic calendar is a small and practical home electronics products. the use of single-chip control, real-time clock chip ds12c887 clock and power-down timer chip storage, plus an infrared remote control, nokia5110 lcd, dht11 temperature

6、 and humidity sensors and buzzer, enabling adjustment of time, temperature and humidity display and display. widely used in household electronic calendar can also be used in banking, telecommunications, hotels, hospitals, schools, businesses, shops and other related industries hall, meeting rooms an

7、d units, guard and other places. therefore, this design has a very important practical significance and practical value.key words: microcontroller; ds12c887;nokia5110 lcd; dht11目 錄引 言11 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)21.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和具體要求21.2 方案論證32 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)42.1 單片機(jī)控制電路42.2 ds12c887時(shí)鐘電路72.3 nokia5110液晶顯示屏92.4 lm7805cv供電電路102.

8、5 紅外遙控器電路112.6 鬧鈴電路122.7 溫濕度傳感器dht11電路123 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)133.1 主程序運(yùn)行說明及流程圖143.2 ds12c887使用說明及流程圖153.3 nokia5110液晶操作說明及流程圖153.4 紅外遙控器控制說明163.5 dht11溫濕度傳感器說明164 系統(tǒng)調(diào)試165 結(jié)論17謝 辭18參考文獻(xiàn)19附錄a：實(shí)時(shí)日歷電子鐘設(shè)計(jì)電路原理圖20附錄b：實(shí)時(shí)日歷電子鐘實(shí)物圖21附錄c：主程序清單24 引言數(shù)字時(shí)鐘具有性能穩(wěn)定、精確度高、成本低、易于產(chǎn)品化，以及方便、實(shí)用等特點(diǎn)。適用于家庭、公司、機(jī)關(guān)等眾多場(chǎng)所。為人們的日常生活、出行安排提供了方便，成為

9、人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠?。近些年，隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不能滿足人們的需求。多功能數(shù)字鐘不管在性能還是在樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，有電子時(shí)鐘、數(shù)字鬧鐘等等。單片機(jī)在多功能高精度時(shí)鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的，人們對(duì)高精度鐘的功能及工作順序都非常熟悉，但是卻很少知道它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理。由單片機(jī)作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過它的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，將其時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)輸出，利用顯示器顯示出來。通過紅外遙控器可以進(jìn)行定時(shí)、校時(shí)功能。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)和數(shù)碼管顯示技術(shù)。本文提出了一種基于stc89c52rc單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì)

10、方案，本方案以stc89c52rc單片機(jī)作為主控核心，與時(shí)鐘芯片ds12c887、紅外遙控器、nokis5110液晶顯示、dht11溫濕度傳感器等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設(shè)有遙控和lcd顯示器，根據(jù)使用者的需要可以隨時(shí)對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)與設(shè)定等操作，綜上所述此電子時(shí)鐘具有讀取方便、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。1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖1-1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和具體要求1.1.1主要內(nèi)容：本次設(shè)計(jì)的題目是基于ds12c887的高精度時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，同時(shí)也使用了溫濕度傳感器dht11，可以正常的顯示年、月、日、時(shí)、分

11、、秒以及溫濕度。本系統(tǒng)利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具有計(jì)時(shí)、校時(shí)、顯示溫濕度等功能的數(shù)字時(shí)鐘，是以單片機(jī)stc89c52為核心元件，同時(shí)采用nokia5110液晶顯示屏動(dòng)態(tài)顯示“時(shí)”、“分”、“秒”以及“溫濕度”的現(xiàn)代計(jì)時(shí)裝置。與傳統(tǒng)機(jī)械表相比，它具有走時(shí)精確、顯示直觀、能顯示周圍環(huán)境的溫濕度等特點(diǎn)。另外具有校時(shí)功能，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字時(shí)鐘具有編程靈活，便于功能的擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)可分為兩部分：硬件部分、軟件部分。硬件部分包括：stc89c52單片機(jī)、ds12c887時(shí)鐘芯片、nokia5110液晶顯示器、紅外遙控器、蜂鳴器、溫濕度傳感器dht11。主要由stc89c52單片機(jī)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片電路、液晶顯

12、示輸出電路、紅外遙控器控制電路、dht11溫濕度傳感器電路、蜂鳴器電路等幾大部分組成。具體說來，系統(tǒng)智能控制部分由單片機(jī)及其相關(guān)的外圍電路組成，外圍電路包括復(fù)位電路、晶振電路、鍵盤設(shè)計(jì)、鬧鈴電路及電源電路。利用單片機(jī)將復(fù)位電路、動(dòng)態(tài)顯示電路、電源電路等正確的連接在一起，并通過單片機(jī)的編程來實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)任務(wù)中的要求。軟件部分主要包括了主程序模塊、ds12c887模塊、nokia5110液晶模塊、紅外遙控器控制模塊、dht11溫濕度模塊、蜂鳴器模塊。1.1.2 具體技術(shù)要求:（1）在nokia5110液晶上顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒以及溫濕度，并且按秒實(shí)時(shí)更新顯示。（2）具有鬧鈴設(shè)定及到時(shí)報(bào)

13、警功能，報(bào)警響起時(shí)按任意鍵可取消報(bào)警。（3）能夠通過紅外遙控器隨時(shí)調(diào)節(jié)各個(gè)參數(shù)。（4）每次有鍵按下時(shí)，蜂鳴器都以短“滴”聲報(bào)警。（5）利用ds12c887自身掉電可繼續(xù)走時(shí)的特性，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)斷電時(shí)間不停、再次上電時(shí)間仍然準(zhǔn)確顯示在液晶上的功能。1.2 方案論證時(shí)鐘電路有各種各樣的，在不同的要求和條件下有著各自的優(yōu)勢(shì)，本設(shè)計(jì)的題目是高精度時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求時(shí)鐘顯示正常的年、月、日、星期、時(shí)、分、秒。要想實(shí)現(xiàn)上述功能，所以設(shè)計(jì)要從電路設(shè)計(jì)的性價(jià)比、顯示時(shí)間的精確以及穩(wěn)定性為前提。本設(shè)計(jì)是要將硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，方可實(shí)現(xiàn)我們?cè)O(shè)計(jì)任務(wù)中的各項(xiàng)要求。1.2.1 方案1基于stc89c

14、52單片機(jī)的電子萬年歷設(shè)計(jì)不使用時(shí)鐘芯片，而直接用stc89c52單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子萬年歷設(shè)計(jì)。stc89c52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有 8k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng)可編程flash，使得stc89c52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，利用它的一個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器每50ms產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，中斷20次后產(chǎn)生一個(gè)秒信號(hào)，然后根據(jù)時(shí)間進(jìn)制關(guān)系依次向分、時(shí)、日、星期、月、年進(jìn)位。這樣就實(shí)現(xiàn)了直接用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子萬年歷設(shè)計(jì)。用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子萬年歷設(shè)計(jì)，無須外接其他芯片，充分利用了單

15、片機(jī)的資源。但是精度不夠高，誤差較大，掉電后丟失所有數(shù)據(jù)，軟件編程較復(fù)雜。1.2.2 方案2基于ds12c887的電子萬年歷設(shè)計(jì)在以單片機(jī)為核心構(gòu)成的裝置中，經(jīng)常需要一個(gè)實(shí)時(shí)的時(shí)鐘和日歷，以便對(duì)一些實(shí)時(shí)發(fā)生事件記錄時(shí)給予時(shí)標(biāo)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片便可起到這一作用。過去多用并行接口的時(shí)鐘芯片，如mc146818,ds12887等。它們已能完全滿足單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的要求，但是這些芯片與單片機(jī)接口復(fù)雜、占用地址, 數(shù)據(jù)總線接線多、芯片體積大占用空間多、近年來串行接口的各種芯片在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用愈來愈多，串行接口的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片也出現(xiàn)了不少，ds12c887是一個(gè)綜合性能較好且價(jià)格便宜的并行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片

16、。利用單片機(jī)進(jìn)行控制，采用ds12c887作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，并與單片機(jī)進(jìn)行同步通信，外加顯示電路、紅外遙控電路、鬧鈴電路、溫濕度傳感器電路，即構(gòu)成一個(gè)基本的電子萬年歷系統(tǒng)。若還要添加其他功能，在這基礎(chǔ)上外擴(kuò)電路即可。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮以下幾點(diǎn)因素：功耗低、精確度高、軟件編程較簡(jiǎn)單，芯片的體積小、芯片成本低等，而ds12c887芯片有上面所述的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用方案2。2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由主控模塊、時(shí)鐘模塊、供電模塊、鍵盤接口模塊、顯示模塊和鬧鈴模塊共6個(gè)模塊組成，電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖2-1所示。圖2-1 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖2.1

17、 單片機(jī)控制電路單片機(jī)控制系統(tǒng)包括stc89c52單片機(jī)以及它的外圍電路（晶振電路和復(fù)位電路）。2.1.1stc89c52的引腳及功能：?jiǎn)纹瑱C(jī)stc89c52的管腳說明如圖2-2所示：圖2-2 stc89c52的管腳(1) 主要電源引腳 vcc 電源端 gnd 接地端(2) 外接晶體引腳xtal1和xtal2 xtal1 接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)，既把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 xtal2 接外部晶體的另一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)

18、懸浮不連接。(3) 控制或與其它電源復(fù)用引腳rst、ale/prog、/psen和/ea/vpp rst 復(fù)位輸入端。 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ale/prog 當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ale端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的1/6）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ale脈沖。在對(duì)flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（/prog）。 /psen 程序存儲(chǔ)允許（/psen）輸出

19、是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng)at89s52/lv52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen有效（既輸出2個(gè)脈沖）。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號(hào)將不出現(xiàn)。/ea/vpp 外部訪問允許端。要使cpu只訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000hffffh），則/ea端必須保持低電平（接到gnd端）。當(dāng)/ea端保持高電平（接vss端）時(shí)，cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。(4) 輸入/輸出引腳 p0.0 p0.7、p1.0p1.7、p2.0 p2.7 和p3.0p3.7 p0端口（p0.0 p0.7） p0是一個(gè)8位漏極開路型雙向i/o端口

20、。作為輸出口用時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl輸入，對(duì)端口寫1時(shí)，又可作高阻抗輸入端用。p1端口（p1.0 p1.7） p1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口。p1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)ttl輸入。對(duì)端口寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。作輸入口時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 p2端口 （p2.0p2.7） p2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口。p2的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)ttl輸入。對(duì)端口寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。p2作輸入口

21、使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。p3端口（p3.0p3.7） p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流，這是由于上拉的緣故。p3口也可作為stc89c52的一些特殊功能，這些特殊功能見表2-1： 端口引腳 兼 用 功 能 p3.0rxd （串行輸入口） p3.1txd （串行輸出口） p3.2/int0 （外部中斷0） p3.3/int1 （外部中斷1） p3.4t0 （ 定時(shí)器0的外部輸入） p3.5t1 （定時(shí)器1

22、的外部輸入） p3.6/wr （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） p3.7/rd （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）表2-1 p3端口的特殊功能2.1.2 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位的條件是當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，rst引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。上電時(shí)，考慮到振蕩器有一定的起振時(shí)間，rst引腳上高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復(fù)位。stc89c52的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的：圖2-3 單片機(jī)復(fù)位電路2.1.3 晶振電路晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。晶振電路中接在晶振旁的兩個(gè)電容，叫負(fù)載電容。一般單片機(jī)的晶振工作于并聯(lián)諧振狀態(tài)，也可以理解為諧振電容的一部

23、分。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，c2、c3可在30pf時(shí)振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。圖2-4 晶振電路2.2 ds12c887時(shí)鐘電路本次設(shè)計(jì)采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片是ds12c887，這種實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具備年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能和多點(diǎn)定時(shí)功能，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的更新每秒自動(dòng)進(jìn)行一次，不需程序干預(yù)。2.2.1 器件介紹ds12c887是美國dallas半導(dǎo)體公司推出的并行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片，采用cmos技術(shù)制成，具有內(nèi)部晶振和時(shí)鐘芯片備份鋰電池，同時(shí)它與計(jì)算機(jī)常用的時(shí)鐘芯片mc146818和ds12887管腳兼容，可直接替換。采用ds12c

24、887芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路無需任何外圍電路和器件，并且有良好的微機(jī)接口。ds12c887芯片內(nèi)有微功耗，外圍接口簡(jiǎn)單，精度高，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，廣泛各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)中。ds12c887主要功能介紹：（1）內(nèi)含一個(gè)鋰電池，斷電后運(yùn)行十年以上不丟失數(shù)據(jù)；（2）計(jì)秒、分、時(shí)、天、星期、日、月、年、并有閏年補(bǔ)償功能；（3）二進(jìn)制數(shù)碼或bcd碼表示時(shí)間，日歷和定鬧；（4）12小時(shí)或24小時(shí)制，12小時(shí)時(shí)鐘模式帶有pm和am指示，有夏令時(shí)功能；（5）motorola和intel總線時(shí)序選擇；（6） 有128個(gè)字節(jié)ram單元與軟件接口，其中14個(gè)字節(jié)作為時(shí)鐘和控制寄存器，114字節(jié)為通用ram

25、，所有ram單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能；（7）可編程方波信號(hào)輸出；（8）中斷信號(hào)輸出（irq）和總線兼容、定鬧中斷、周期性中斷、時(shí)鐘更新周期、結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行測(cè)試；2.2.2 ds12c887與單片機(jī)的連接ds12c887是一款純數(shù)字式的芯片，只要它與電片機(jī)的i/o口直接相連就可以操作。操作ds12c887時(shí)鐘芯片共需要13條信號(hào)線，分別是并行數(shù)據(jù)地址復(fù)用線ad0ad7、cs、as、r/w、ds和irq。然后將reset引腳固定接高電平，再將ds12c887芯片的vcc和gnd引腳正確連接即可。ds12c887的管腳如圖2-5所示。圖2-5 ds12c887與單片機(jī)的連接

26、2.3 nokia5110液晶顯示屏液晶顯示器簡(jiǎn)稱為lcd顯示器，它是利用液晶經(jīng)過處理后能改變光線的傳輸方向的特征實(shí)現(xiàn)顯示信息的。液晶顯示器具有體積小、重量輕、功耗極低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到日益廣泛的應(yīng)用。液晶顯示器按其功能可分為三類：筆端式液晶顯示器、字符點(diǎn)陣式液晶顯示器和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。前兩種可以顯示數(shù)字、字符和符號(hào)等，而圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形。 下面是nokia5110液晶引腳接口介紹：圖 2-6 nokia5110液晶屏nokia5110液晶引腳說明：第1腳：rst為5110液晶外部復(fù)位輸入端。第2腳：ce為芯片使能。第3腳：dc為數(shù)據(jù)

27、/命令選擇。第4腳：din為串行數(shù)據(jù)輸入端。第5腳：clk為串行時(shí)鐘輸入端。第6腳：vcc為5110液晶的電源，可接3.3v-5.0v電源。第7腳：bl為5110背光電源，可接3.3v-5.0v電源。第8腳：gnd為5110的地，接gnd。引腳說明如表2-2所示：表2-2 nokia5110液晶引腳編號(hào) 符號(hào)引腳說明1 rst復(fù)位2 ce使能端3 dc數(shù)據(jù)/命令選擇端4 din串行數(shù)據(jù)輸入5 clk 串行時(shí)鐘6 vcc 5110電源正極7 bl 背光源正極8 gnd 電源負(fù)極nokia5110液晶與單片機(jī)的連接圖如下：圖2-7 nokia5110液晶與單片機(jī)連接2.4 lm7805cv供電電路

28、由于當(dāng)vcc輸入為+5v時(shí)，用戶可以訪問ds12c887內(nèi)ram中的數(shù)據(jù)，并可對(duì)其進(jìn)行讀/寫操作；當(dāng)vcc輸入小于+4.25v時(shí)，禁止用戶對(duì)內(nèi)部ram進(jìn)行讀/寫操作，此時(shí)用戶不能正確獲取芯片內(nèi)的時(shí)間信息。由此可以看出，ds12c887對(duì)電源要求較為嚴(yán)格，故本設(shè)計(jì)采用lm7805cv穩(wěn)壓電源芯片供電。lm7805cv供電電路如圖2-8所示。圖2-8 lm7805cv供電電路2.5 紅外遙控器電路本設(shè)計(jì)采用紅外遙控器控制電子鐘，紅外接收頭與單片機(jī)的p3.3口相連，紅外遙控器的功能有：選擇鍵、數(shù)值增大鍵、數(shù)值減小鍵和鬧鈴查看鍵。在時(shí)間調(diào)節(jié)中，可按功能選擇鍵，配合數(shù)值增大、減小功能鍵可分別對(duì)日期和時(shí)間

29、進(jìn)行調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)過程中，顯示器光標(biāo)會(huì)在對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)項(xiàng)目上游走，分別是：“秒、分、時(shí)、星期、日、月、年”。在鬧鈴設(shè)置中，可按鬧鈴查看鍵，配合數(shù)值增大、減小功能鍵可對(duì)鬧鈴時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。圖2-9 紅外遙控器電路2.6 鬧鈴電路隨著鬧鈴時(shí)間的設(shè)定，當(dāng)實(shí)時(shí)時(shí)間到達(dá)鬧鐘的時(shí)間時(shí)，ds12c887的sqw管腳會(huì)輸出一組方波，如圖2-10所示，當(dāng)sqw輸出一個(gè)高電平時(shí)，使三極管導(dǎo)通，喇叭會(huì)發(fā)出蜂鳴聲；當(dāng)sqw輸出為低電平時(shí)，三極管不導(dǎo)通喇叭不發(fā)聲。所以，整個(gè)鬧鐘輸出為一組滴滴聲。鬧鈴電路如圖2-11所示。 圖2-10 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)方波圖2-11 蜂鳴器電路2.7 溫濕度傳感器dht11電路dht11數(shù)字溫濕度傳感器

30、是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)ntc測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)dht11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在otp內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)型號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類應(yīng)用中，在苛刻應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。dht11電路如圖2-1

31、2所示。 圖2-12 dht11電路3 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計(jì)在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占重要地位。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個(gè)基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸出，以便控制實(shí)現(xiàn)想要的結(jié)果。為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。所謂“模塊”，實(shí)質(zhì)上就是所完成一定功能，相對(duì)獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計(jì)方法叫模塊程序設(shè)計(jì)法。模塊程序設(shè)計(jì)法的主要優(yōu)點(diǎn)是：

32、單個(gè)模塊比起一個(gè)完整的程序易編寫及調(diào)試；模塊可以共存，一個(gè)模塊可以被多個(gè)任務(wù)在不同條件下調(diào)用；模塊程序允許設(shè)計(jì)者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計(jì)者提供方便。本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要由主程序ds12c887子程序、nokia5110子程序、紅外遙控器控制子程序、dht11子程序、蜂鳴器子程序等構(gòu)成。3.1 主程序運(yùn)行說明及流程圖在這個(gè)設(shè)計(jì)中，stc89c52主要功能是存儲(chǔ)程序、根據(jù)程序的內(nèi)容對(duì)各個(gè)端口進(jìn)行判斷并做出相應(yīng)的處理；ds12c887主要的功能是控制年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的變化及存儲(chǔ)，以便讓單片機(jī)讀取；dht11的主要功能是測(cè)量周圍環(huán)境的溫濕度；nokia5110液晶主要的功能

33、是將時(shí)間和溫濕度的內(nèi)容顯示出來。主程序主要實(shí)現(xiàn)了從ds12c887和dht11讀出數(shù)據(jù)并送到nokia5110液晶中顯示的功能，同時(shí)檢測(cè)紅外遙控器有沒有按鍵按下，如果有鍵被按下，則執(zhí)行按鍵處理子程序。首先進(jìn)行ds12c887時(shí)鐘芯片和nokia5110液晶屏的初始化函數(shù)，然后進(jìn)行按鍵掃描，不斷地檢測(cè)按鍵是否按下，讀取ds12c887時(shí)鐘芯片和dht11的數(shù)據(jù)，并且送到液晶顯示器顯示；當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)候，重新進(jìn)行掃描寫入。主程序流程圖如圖3-1所示。圖3-1 主程序流程圖3.2 ds12c887使用說明及流程圖進(jìn)入主程序后，ds12c887首先進(jìn)行初始化設(shè)置，若并行口有數(shù)據(jù)，最后則調(diào)用函數(shù)從日歷

34、時(shí)鐘芯片獲取日歷時(shí)鐘信息，調(diào)用顯示函數(shù)顯示日歷時(shí)鐘信息顯示出來，重復(fù)進(jìn)行。這部分包括對(duì)ds12c887某個(gè)單元寫、讀ds12c887某個(gè)單元的內(nèi)容和對(duì)ds12c887設(shè)定時(shí)間。12c887的流程圖如圖3-2所示。圖3-2 ds12c887操作流程圖3.3 nokia5110液晶操作說明及流程圖顯示主要是通過從芯片中讀入程序，分別對(duì)秒、分、時(shí)、星期、日、月、年進(jìn)行顯示，并且通過鍵盤的操作，對(duì)時(shí)間進(jìn)行加減操作，使時(shí)間更新顯示。進(jìn)入主函數(shù)后，執(zhí)行完nokia5110液晶屏的初始化函數(shù)，然后用lcd_write_english_string( )函數(shù)，先顯示固定的內(nèi)容。最后是讀出ds12c887和dh

35、t11的數(shù)據(jù)送到固定的位置顯示。nokia5110的寫命令操作和寫數(shù)據(jù)操作分別用兩個(gè)獨(dú)立的函數(shù)來完成，函數(shù)內(nèi)部唯一的區(qū)別就是液晶數(shù)據(jù)命令選擇端的電平。nokia5110的流程圖如圖3-3所示。 圖3-3 nokia5110操作流程圖3.4 紅外遙控器控制說明 如果需要修改時(shí)間，則先輸入你想要修改的數(shù)字，比如你想要修改時(shí)間的“分”，“分”此時(shí)顯示為11，你想修改為20，則輸入20，然后按下紅外遙控器的“分”功能鍵，則你想要修改的數(shù)據(jù)成功修改為20。以此類推，年、月、日、時(shí)、分、秒、鬧鐘的調(diào)節(jié)原理相同。3.5 dht11溫濕度傳感器說明 主程序中調(diào)用讀取dht11數(shù)據(jù)的函數(shù)，然后送入nokia51

36、10液晶屏的相應(yīng)位置顯示即可。4 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試共分為兩大部分：一個(gè)是軟件調(diào)試，另一個(gè)是硬件調(diào)試。其中軟件調(diào)試通過keil uvision4實(shí)現(xiàn)；硬件調(diào)試主要是檢測(cè)硬件電路是否有短路、斷路、虛焊等。由于本系統(tǒng)線路連接比較簡(jiǎn)單，加之本人焊接技術(shù)過硬，故本系統(tǒng)硬件調(diào)試一次通過，沒有硬件故障。難度主要在軟件調(diào)試上。本人原先的構(gòu)思是鬧鈴采用播放音樂的形式，但發(fā)現(xiàn)鬧鈴音樂播放時(shí)，液晶上不能實(shí)時(shí)顯示時(shí)間，即處于時(shí)間停滯狀態(tài)。經(jīng)分析主函數(shù)程序執(zhí)行過程后，得出鬧鈴采用播放音樂的方案不能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)至多每隔一秒就要從ds12c887中讀取時(shí)間并送液晶顯示，這樣才能保證液晶上的時(shí)間是一秒一秒跳動(dòng)的。也就是說

37、單片機(jī)要執(zhí)行別的任務(wù)（鬧鈴）必須要在一秒的時(shí)間間隙內(nèi)完成，否則時(shí)間就無法實(shí)時(shí)顯示。而一首音樂的播放時(shí)間不可能少于一秒，故鬧鈴聲音只能采用一連串的短“滴”。設(shè)計(jì)調(diào)試完成后，給系統(tǒng)上電，nokia5110液晶顯示屏顯示結(jié)果如圖4-1所示：圖4-1 nokia5110液晶屏顯示結(jié)果5 結(jié)論本設(shè)計(jì)硬件電路較簡(jiǎn)單，所用器件較少，電路中使用了stc89c52單片機(jī)、ds12c887時(shí)鐘芯片、nokia5110液晶顯示器、dht11溫濕度傳感器等主要器件,實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、校時(shí)和鬧鈴和溫濕度顯示功能。在對(duì)芯片的管腳功能和用法有充分的了解后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)硬件電路，包括單片機(jī)控制電路、時(shí)鐘電路、顯示電路、供電電路、

38、紅外遙控電路、溫濕度傳感器電路和鬧鈴電路。然后通過軟件編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒、星期、閏年和陰歷的自動(dòng)調(diào)整，用紅外遙控器進(jìn)行控制，用液晶模塊進(jìn)行顯示，并具有鬧鈴功能。實(shí)時(shí)日歷電子鐘可以正常顯示時(shí)間并進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，還能顯示周圍環(huán)境的溫濕度，基本完成了預(yù)期要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。謝 辭首先，在這里感謝學(xué)校給我們安排這次課程設(shè)計(jì)，使我有一個(gè)可以自己動(dòng)手學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。通過動(dòng)手實(shí)踐，我學(xué)習(xí)到了很多課本以外的知識(shí)，體會(huì)到了自己親自動(dòng)手做出成果的喜悅。其次，在這要感謝我們可敬可愛的王鍵老師，雖然老師工作繁忙，但還是會(huì)時(shí)常關(guān)注學(xué)生的課設(shè)進(jìn)展，并給出很多寶貴的點(diǎn)撥，幫助我們解決了很多技術(shù)上難題。可以說，沒有老師

39、的悉心指導(dǎo)，就不會(huì)有我今天的作品。最后，我還要感謝這次課程設(shè)計(jì)中給我?guī)椭耐瑢W(xué)，是你們的幫助，我才能順利的完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。謝謝你們的幫助！參考文獻(xiàn) 1 郭天祥 新概念51單片機(jī)c語言教程 北京：電子工業(yè)出版社，20092 吳金戌 8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 北京：清華大學(xué)出版社，20033 樓然苗 mcs51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 北京：北京航天航空大學(xué)出版社，20014 劉華東 電子cad技術(shù)protel 電路設(shè)計(jì) 北京：清華大學(xué)出版社，20075 譚浩強(qiáng) c語言程序設(shè)計(jì) 北京：清華大學(xué)出版社，1999附錄a：實(shí)時(shí)日歷電子鐘設(shè)計(jì)電路原理圖圖一：實(shí)時(shí)日歷電子鐘原理圖附錄b：實(shí)時(shí)日歷電子鐘實(shí)物圖圖二

40、：實(shí)時(shí)日歷電子鐘整體實(shí)物圖圖三：實(shí)時(shí)日歷電子鐘主板圖四：實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘電子鐘主板背面圖五：實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘紅外遙控器圖六：實(shí)時(shí)日歷電子鐘鋰聚合物電池附錄c：主程序清單/*主程序*/#include "nokia_5110.h"#include "ds12c887.h"#include "dht11.h"uchar year, month, date, hour, minute, second, day;uchar a_hour, a_minute, a_second;/紅外數(shù)據(jù)處理變量bit year_f, month_f, date_f,

41、 hour_f, minute_f, second_f, day_f, a_hour_f, a_minute_f, a_second_f;uchar number = 0;uchar change, change_shiwei = 0, change_gewei = 0;/要修改的數(shù)據(jù)bit shiwei_gewei_f = 0; /判斷輸入的數(shù)據(jù)是十位還是個(gè)位/dht11extern unsigned char u8flag;extern unsigned char u8temp;extern unsigned char u8comdata;extern unsigned char u8rh

42、_data_h_temp;extern unsigned char u8rh_data_l_temp;extern unsigned char u8t_data_h_temp;extern char u8t_data_l_temp;extern unsigned char u8checkdata_temp;extern char u8rh_data_h;extern unsigned char u8rh_data_l;extern char u8t_data_h;extern unsigned char u8t_data_l;extern unsigned char u8checkdata;/

43、-/紅外接收解碼寄存器設(shè)置unsigned char address;unsigned char shuju; /紅外接收到的數(shù)據(jù)unsigned char tmr_times;unsigned char int_times;unsigned char code_data;unsigned char code_data1;unsigned int beepcon;bit flagf;bit head_ok;bit lanth;/鬧鐘標(biāo)志bit alarm_f = 0, alarm_flag = 0;void hongwai_number( void )/此函數(shù)用來輸入數(shù)據(jù)if( shuju =

44、 22 | shuju = 12 | shuju = 24 | shuju = 94 | shuju = 8 | shuju = 28 | shuju = 90 | shuju = 66 | shuju = 82 | shuju = 74 )alarm_f = 0;/取消鬧鐘switch( shuju )case 22 : number = 0;break;case 12 : number = 1;break;case 24 : number = 2;break;case 94 : number = 3;break;case 8 : number = 4;break;case 28 : num

45、ber = 5;break;case 90 : number = 6;break;case 66 : number = 7;break;case 82 : number = 8;break;case 74 : number = 9;break;shuju = 0; /一定要清零if( shiwei_gewei_f = 0 )change_shiwei = number;shiwei_gewei_f = !shiwei_gewei_f;else change_gewei = number;shiwei_gewei_f = !shiwei_gewei_f;void hongwai_choose(

46、void )/需要修改的數(shù)據(jù)選擇/年月日時(shí)分秒星期，鬧鐘的時(shí)、分、秒 鬧鐘的開關(guān)if( shuju = 69 | shuju = 70 | shuju = 71 | shuju = 68 | shuju = 64 | shuju = 67 | shuju = 7 | shuju = 21 | shuju = 9 | shuju = 25| shuju = 21 | shuju = 13)alarm_f = 0;/取消鬧鐘switch( shuju )case 69 : year_f = 1;month_f = 0;date_f = 0;hour_f = 0;minute_f = 0;secon

47、d_f = 0;day_f= 0;a_hour_f = 0;a_minute_f = 0;a_second_f = 0;break;case 70 : year_f = 0;month_f = 1;date_f = 0;hour_f = 0;minute_f = 0;second_f = 0;day_f= 0; a_hour_f = 0;a_minute_f = 0;a_second_f = 0;break;case 71 : year_f = 0;month_f = 0;date_f = 1;hour_f = 0;minute_f = 0;second_f = 0;day_f= 0;a_ho

48、ur_f = 0;a_minute_f = 0;a_second_f = 0;break; case 68 : year_f = 0;month_f = 0;date_f = 0;hour_f = 1;minute_f = 0;second_f = 0;day_f= 0;a_hour_f = 0;a_minute_f = 0;a_second_f = 0;break;case 64 : year_f = 0;month_f = 0;date_f = 0;hour_f = 0;minute_f = 1;second_f = 0;day_f= 0;a_hour_f = 0;a_minute_f = 0;a_second_f = 0;break;case 67 : year_f = 0;month_f = 0;date_f = 0;hour_f = 0;minute_f = 0;second_f = 1;day_f= 0;a_hour_f = 0;a_minute_f = 0;break; case 7 : year_f = 0;month_f = 0;date_f = 0;ho