基于單片機的紅外遙控電子鐘設計1

1、河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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

2、驗法進行設計方案的決定。最終確定本設計的產(chǎn)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，紅外遙控河南科技大學畢業(yè)設計（論文）THE DESIGN OF INFRARED REMORE CONTROLCLOC

3、K BASED ON MCUABSTRACTThis design 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 fun

4、ction of showing temperature,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

5、 in this design.Second use comparison 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 temp

6、erature collection modules which 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

7、 product use STC89C54 to be its MCU and use 1602 to be its human machine interface.This system can detect the temperature of theenvironment 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 a

8、dvantages compared with the traditional mechanical clock,for example the time is河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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

9、 remote controller河南科技大學畢業(yè)設計（論文）目 錄前 言 . 1第一章 系統(tǒng)總體方案設計 . 3§1.1 系統(tǒng)的設計功能 . 3§1.2 方案的選擇與比較 . 3§1.2.1 系統(tǒng)的基本方案選擇 . 3§1.2.2 單片機的選擇 . 3§1.2.3 時鐘芯片的選擇 . 4§1.2.4 溫度采集模塊的選擇 . 5§1.2.5 顯示模塊的選擇 . 5§1.2.6 紅外發(fā)射接收模塊的選擇 . 5§1.2.7 電源模塊的選擇 . 5§1.2.8 聲光報警模塊的選擇 . 6§

10、1.3 系統(tǒng)的總體設計方案 . 6第二章 系統(tǒng)硬件設計 . 7§2.1 單片機控制模塊 . 7§2.1.1 STC89C54單片機的簡介 . 7§2.1.2 時鐘電路的設計 . 8§2.1.3 復位電路的設計 . 9§2.2 時鐘芯片DS1302模塊 . 9§2.2.1 DS1302簡介 . 9§2.2.2 DS1302的工作原理 . 10§2.2.3 DS1302的應用 . 10§2.3 溫度采集DS18B20模塊 . 11§2.3.1 DS18B20簡介 . 11§2.3.2 DS

11、18B20的主要特征 . 12§2.3.3 DS18B20的應用 . 12§2.4 液晶顯示屏LCD1602模塊 . 121河南科技大學畢業(yè)設計（論文）§2.4.1 LCD1602液晶顯示屏簡介 . 12§2.4.2 LCD1602液晶顯示屏的應用 . 13§2.5 紅外發(fā)射接收模塊 . 14§2.5.1 紅外發(fā)射接收簡介 . 14§2.5.2 紅外發(fā)射接收的應用 . 15§2.6 電源模塊 . 15§2.7 聲光報警模塊 . 16第三章 系統(tǒng)軟件設計 . 17§3.1 軟件總體框圖 . 17&

12、#167;3.2 各部分軟件介紹 . 18§3.2.1 1602液晶顯示程序 . 18§3.2.2 DS1302時鐘芯片程序 . 18§3.2.3 DS18B20溫度傳感器程序 . 19§3.2.4 紅外遙控按鍵程序 . 20第四章 結論 . 22§4.1 系統(tǒng)調試 . 22§4.2 系統(tǒng)實物圖 . 22§4.3 結論 . 25參考文獻 . 26 致 謝 . 錯誤！未定義書簽。 附錄 . 錯誤！未定義書簽。 附錄一、原理圖 . 錯誤！未定義書簽。2河南科技大學畢業(yè)設計（論文）前 言數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對數(shù)字顯示的計時裝置

13、，它具有顯示年、月、日、時、分、秒的功能，由于數(shù)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(shù)字鐘的精度遠遠超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)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)展。基于單片機設計的數(shù)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(shù)，即便程序很長也不會影響中斷的時間。從而，使數(shù)字鐘的精度僅僅取決于單片機的產(chǎn)生機器周期電路和定時器硬件電路的精確度。另外

14、，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(chǎn)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，所以設計者可以根據(jù)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。現(xiàn)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

15、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(xiàn)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(shù)字電子鐘，可以根據(jù)不同的需要，制作成旋轉等樣式。電子鐘隨處可見，隨身攜帶的可以隨時修改時間、設定鬧鈴等等，但是現(xiàn)在出現(xiàn)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，1河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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

16、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(xiàn)在不用電纜、微波或衛(wèi)星就可將視頻、音頻和數(shù)據(jù)信息從一個地點傳遞到另一個地點。其次，紅外通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)在美國國家航天和空間管理局97年舉辦的因特網(wǎng)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

17、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(chǎn)品功能都可由紅外遙控進行設置。2河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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

18、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(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，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

19、特點可以滿足此次設計的要求，但是考慮到現(xiàn)有電路板上沒有現(xiàn)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(chǎn)，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(jīng)夠滿足我們對于產(chǎn)品的需要，所以我們選擇性價比更高的STC89C54。3河南科技大學畢業(yè)設計（論文）圖1-1 系統(tǒng)總體框圖§1.2.3 時鐘芯片的選擇方案一：選擇DS12C887。DS12C88

20、7是一種新型的時鐘日歷芯片，它能夠自動產(chǎn)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(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。這些特點均可滿足電子

21、鐘的設計，而且現(xiàn)有的電路板上也有這個時鐘芯片，所以選用這個方案。4河南科技大學畢業(yè)設計（論文）§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(chǎn)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0.5°C、0.25°C、0.125

22、76;C、0.0625°C。DS18B20可以自動轉化輸出溫度數(shù)據(jù)，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(shù)碼管顯示。其顏色鮮艷，易于觀察，但是由于產(chǎn)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(xiàn)，好處是可以學習紅外發(fā)射協(xié)議，但是難度大，容易出錯。

23、所以不采用此方案。方案二：采用TC9012和PIC3388配對的紅外發(fā)射和紅外接收芯片，其編碼譯碼都由固件來實現(xiàn)。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(jīng)過7805的電壓變換后為單片機供電。經(jīng)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。5河南科技大學畢業(yè)設計（論文）方案三：采用USB串口輸出電壓，其電壓輸出穩(wěn)定，符合產(chǎn)品的需求，故采

24、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(xiàn)提示信息的播報。但是由于語音芯片成本比較高，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(jīng)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

25、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(chǎn)品的遙控與接收控制。6河南科技大學畢業(yè)設計（論文）第二章 系統(tǒng)硬件設計本次設計的時鐘電路系統(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

26、 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7河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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

27、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(lián)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

28、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30Pf±10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF±10pF。本設計使用的電容是22pF,晶振為11.0592MHz。若采用外部時鐘。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。8河南科技大學畢業(yè)設計（論文）§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

29、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DS1302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(shù)據(jù)。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

30、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(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)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。9河南科技大學畢業(yè)設計（論文）圖2-4 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Vcc2>Vcc1+0.2V時，由Vcc2向DS1302供電；當Vcc2<Vcc1時，由Vcc1向DS1302供電）X1，X2：振蕩源，外接32.76

31、8kHz晶振；SCLK：串行時鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出；I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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，在之后的時鐘周期，讀操作時輸出數(shù)據(jù)，寫操作時輸出數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(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248的數(shù)據(jù)。§2.2.3 DS1302的應用DS1302只需連接SC

32、LK，I/O和RST三個接口即可，如圖2-5所示。10河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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；VDD：接電源；11河南科技大學畢業(yè)設計（論文）§2.3.2 DS18B20的主要特征全數(shù)字溫度轉換及輸出；先進的單總線數(shù)據(jù)通信；最高12位分辨率

33、，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-55°C+125°C（-67°F+257°F）;內置EEPROM，限溫報警功能；64位光刻ROM，內置產(chǎn)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、數(shù)字、符號等

34、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(shù)字）。圖2-8為LCD1602液晶顯示屏的引腳圖。12河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。RS：數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）；高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時選擇指令寄存器。R/W：讀/寫選

35、擇端（H/L）；高電平時進行讀操作，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(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)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。13河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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

36、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，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14河南科技大學畢業(yè)設計（論文）§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

37、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(xiàn)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15河南科技大學畢業(yè)設計（論文）§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16河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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

38、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。按鍵掃描：即外部中斷中處理紅外遙控器。17河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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(shù)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

39、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(xiàn)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、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(jīng)過數(shù)制的轉換（BCD碼轉換為十進制）。程序流程圖如圖3-3所示。18河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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(shù)字溫度傳感器的

40、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(shù)值。三個子函數(shù)為復位、寫操作和讀操作。程序流程圖如圖3-4所示。19河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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，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。20河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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

41、，在1602顯示屏上顯示出來為年月日后面的一個數(shù)字，若此數(shù)字顯示1，則代表可以設定年位，若此數(shù)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。21河南科技大學畢業(yè)設計（論文）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，

42、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(jù)在網(wǎng)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(xiàn)此板子所帶的遙控器與網(wǎng)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“仍在連接中，請給MCU上電”的提示，于是上網(wǎng)查找原因，根據(jù)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11.059

43、2MHz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(shù)字為星期鍵，時、分、秒后的數(shù)字為光標移位鍵（若此數(shù)字顯示1，則代表可以設定年位，若此數(shù)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）。22河南科技大學畢業(yè)設計（論文）圖4.1 顯示時間及溫度在圖4.1顯示屏的基礎上，點擊紅外遙控器上的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