單片機時鐘顯示溫度顯示

南華大學計算機技術(shù)綜合課程設(shè)計報告學院：湘南學院題目：單片機LCD時鐘顯示和溫度丈量學生姓名：專業(yè)班級：指導老師：教研室主任：2012年6月29日一、歸納：本次設(shè)計的LCD時鐘顯示和溫度丈量系統(tǒng)是由中央控制器、溫度檢測器、時鐘系統(tǒng)、顯示器及鍵盤部分組成?？刂破鞑杉{單片機STC89C51RC，溫度檢測部分采納DS18B20溫度傳感器，時鐘系統(tǒng)用時鐘芯片DS1302，用LCD液晶1602作為顯示器，用蜂鳴器組成鬧鈴模塊。單片機經(jīng)過時鐘芯片

DS1302獲取時間數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)辦理后顯示時間；溫度傳感器

DS18B20收集溫度信號送該給單片機辦理；單片機再把時間數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)送液晶顯示器1602顯示；鍵盤是用來調(diào)整時間的。二、方案設(shè)計及方案論證時鐘顯示和溫度丈量的整體設(shè)計思路依據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計功能要求，本時鐘顯示和溫度丈量系統(tǒng)的設(shè)計一定采納單片機軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，用單片機的自動控制能力配合按鍵控制，來控制時鐘、溫度的調(diào)整及顯示。獲取時鐘顯示和溫度丈量數(shù)據(jù)信息，單片機對其進行一系列的辦理，最后經(jīng)過液晶顯示出來。時鐘顯示和溫度丈量系統(tǒng)方案論證時鐘系統(tǒng)方案選擇方案1：經(jīng)過單片機內(nèi)部的準時器/計數(shù)器，用軟件實現(xiàn)，直接用單片機的準時器編程以實現(xiàn)時鐘；方案2：用特意的時鐘芯片實現(xiàn)時鐘的記時，再把時間數(shù)據(jù)送入單片機，由單片機控制顯示。固然用軟件實現(xiàn)時鐘硬件線路簡單，但是程序運轉(zhuǎn)的每一步都需要時間，多一步或少一步程序都會影響記時的正確度，瞄準時器準時也不是十分正確，時鐘精度很低，對于我們實現(xiàn)所需要的功能造成軟件編程特別復雜。用專用時鐘芯片硬件成真相對較高，但它的精度很高，軟件編程很簡單。綜上所述，選擇方案2。本次設(shè)計采納擁有涓細電流充電能力的低功耗實時時鐘電路DS1302。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，且擁有閏年補償?shù)榷喾N功能。它采納主電源和備用電源雙電源供電。它的工作電壓范圍~，在時，小于300nA。它內(nèi)部含有31個字節(jié)的靜態(tài)RAM，可供給用戶接見。?DS1302可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時,可以達到我們設(shè)計的基本的要求。內(nèi)部的寄存器為我們調(diào)時，鬧鐘準時供給了寄存空間。備用用電源也實現(xiàn)了當系統(tǒng)斷電后，時鐘依舊可以保持。并且它是串行接口，與單片機通訊所需要的接口少。顯示系統(tǒng)的方案比較方案1：用數(shù)碼管或LED顯示。方案2：用液晶1602顯示。方案3：用液晶12864顯示。時鐘和溫度的顯示可以用數(shù)碼管或LED，并且價格低價。但是數(shù)碼管的只好顯示簡單的設(shè)計的系統(tǒng)，與我們設(shè)計要求也不吻合。有很多東西需要顯示，仍是用顯示功能更好的液晶顯示器比較好，它能顯示更多的數(shù)據(jù)，用12864顯示略想復雜，用1602液晶顯示可以完整知足本次設(shè)計的數(shù)據(jù)顯示要求。溫度系統(tǒng)方案選擇方案1：用熱敏電阻等測溫元件測出電壓，再變換成對應(yīng)的溫度。需要比很多的外面元件支持，且硬件電路復雜，制作成真相對較高。方案2：用DS18B20直接測溫。DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，它能直接讀出被測溫度，并且可依據(jù)實質(zhì)要求經(jīng)過簡單的編程實現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。經(jīng)比較，我們選擇方案2。溫度實現(xiàn)只好經(jīng)過外面的溫度傳感器來實現(xiàn)。經(jīng)上網(wǎng)查閱，DS18b20體積小，只有3只腳，電路接法簡單。精度為°C，也吻合我們設(shè)計的要求。DS18B20也是我們平時使用的型號，所以溫度傳感器用DS18B20。鍵盤控制方案選擇方案1：購買集成鍵盤，采納矩陣形式連接。方案2：購買單個復位開關(guān)做成鍵盤。固然集成鍵盤雅觀，與單片機的接口少，但是它的成本比較高。單片機的IO口對于我們的設(shè)計綽綽有余。平時我們采納價格低價單個復位開關(guān)做成鍵盤。時鐘顯示和溫度丈量系統(tǒng)整體設(shè)計初步確立設(shè)計系統(tǒng)由單片機主控模塊、時鐘模塊、測溫模塊、鬧鈴模塊、顯示模塊、鍵盤接口模塊共6個模塊組成，電路系統(tǒng)框圖以下列圖所示。1602DS18B20主顯示系統(tǒng)溫度收集系統(tǒng)控器蜂鳴器件鬧鈴系統(tǒng)DS1320STC89C51時間收集系統(tǒng)鍵盤控制系統(tǒng)圖1：電路系統(tǒng)框圖三、硬件電路單元設(shè)計1、單片機最小系統(tǒng)設(shè)計復位電路：復位電路有兩種方式：上電復位和按鈕復位，我們主要用按鈕復位方式。以下列圖所示：圖2：復位電路晶振電路晶振電路采用條件：晶振12M，電容20pF到30pF，本電路采用20pF。晶振電路原理以下列圖：圖3：晶振電路2、時鐘系統(tǒng)設(shè)計DS1302時鐘電路晶振采納，原理圖以下：圖4：基于ds1302時鐘系統(tǒng)設(shè)計電路3、溫度系統(tǒng)設(shè)計DS18B20溫度傳感DQ端接單片機口，電路原理圖以下：圖5：基于DS18b20溫度系統(tǒng)設(shè)計電路4、液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計1602液晶顯示電路由1K電阻和10K的精美電阻組成，控制端接、、口，數(shù)據(jù)端接P2口，電路圖以下：圖6：液晶1602顯示電路把15腳的10K電阻改成1K電阻5、蜂鳴器系統(tǒng)設(shè)計蜂鳴器鬧鈴電路由蜂鳴器跟1K限流電阻組成，電路圖以下：圖7：蜂鳴器電路6、電源模塊本系統(tǒng)采納USB供電，用發(fā)光二極管顯示通電情況，電源電源電路以下：圖8：電源電路7、時間調(diào)治模塊本系統(tǒng)采納3個按鍵調(diào)治時間。S1是菜單鍵，選綱要調(diào)治的位；S2按一下表示加一；S3按一下表示減一。電路以下：圖9：時鐘調(diào)治電路四、軟件調(diào)試1、程序流程圖以下：圖10：程序流程圖2、程序見附錄五、硬件調(diào)試1、原理圖以下：圖11：總原理圖2、PCB圖以下：圖12：PCB圖此中紅色部分為跳線；3、實物測試板子制作完成后上電測試發(fā)現(xiàn)電源燈沒有顯示，用萬用表丈量此后發(fā)現(xiàn)精美電阻接線錯誤，致使VCC與GND直接連通。修正此后發(fā)現(xiàn)電源指示燈仍是沒有亮，丈量USB兩端電壓為，卸掉USB口，插上排針用杜邦線連接單片機的VCC和GND此后，電源燈可以點亮，液晶可以驅(qū)動，但是亮度不夠。丈量液晶兩端的電壓發(fā)現(xiàn)只有，用導線將液晶背光的VCC直接接上電源VCC后，液晶亮度正常。將程序下載此后經(jīng)過幾次調(diào)試和更正，最后實現(xiàn)了想要達到的收效。六、總結(jié)與領(lǐng)悟在開始本次課程設(shè)計前花銷了十多天的時間認真學習了單片機，經(jīng)過書籍和視頻的學習，對單片機有了進一步的掌握并學會C51編程的一些方法。這對于完成本次課程設(shè)計供給了很大的幫助。此后次的課程設(shè)計中，我真真切正的意識到，在寫程序時，邏輯思想要清楚，要有耐心。同時要奇妙的利用C語言的可移植性，這對寫程序有很大的幫助。參照文件：1.郭天祥單片機學習板配套資料2.《51單片機C語言教程》郭天祥主編電子工業(yè)第一版社3.《C語言程序設(shè)計》尹業(yè)安，白燕主編國防科技大學第一版社4.《單片機原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計》謝維成楊加國主編清華大學第一版社程序以下：#include<>#include<>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineLCDIOP2sbitDQ=P1^3;write_com(0x01);write_com(0x80);//設(shè)置初始化數(shù)據(jù)指針，是在讀指令的操作里進行的delay(5);write_com(0x80);//初始化顯示時間（tabletable1中的內(nèi)容）for(num=0;num<15;num++){write_date(table[num]);delay(5);}write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<15;num++){write_date(table1[num]);delay(5);}}voidWrite1302(uchardat)

//寫

8bit

數(shù)據(jù){uchari;SCLK=0;

//拉低

SCLK，為脈沖上升沿寫入數(shù)據(jù)做好準備delay1(2);for(i=0;i<8;i++)

//略微等待，使硬件做好準備//連續(xù)寫8個二進制位數(shù)據(jù){DATA=dat&0x01;

//拿出

dat

的第

0位數(shù)據(jù)寫入

1302delay(2);SCLK=1;

//略微等待，使硬件做好準備//上升沿寫入數(shù)據(jù)delay1(2);SCLK=0;dat>>=1;

//略微等待，使硬件做好準備//重新拉低SCLK，形成脈沖//將dat的各數(shù)據(jù)位右移1位，準備寫入下一個數(shù)據(jù)位}}voidWriteSet1302(ucharCmd,uchardat)//向cmd相應(yīng)地址中寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù){RST=0;//嚴禁數(shù)據(jù)傳達SCLK=0;//保證寫數(shù)居前SCLK被拉低RST=1;//啟動數(shù)據(jù)傳輸delay1(2);//略微等待，使硬件做好準備Write1302(Cmd);//寫入命令字Write1302(dat);//寫數(shù)據(jù)SCLK=1;//將時鐘電平置于已知狀態(tài)RST=0;//嚴禁數(shù)據(jù)傳達}ucharRead1302(void)//讀8bit數(shù)據(jù){uchari,dat;delay(2);//略微等待，使硬件做好準備for(i=0;i<8;i++)//連續(xù)讀8個二進制位數(shù)據(jù){dat>>=1;

//將

dat

的各數(shù)據(jù)位右移

1位，由于先讀出的是字節(jié)的最低位if(DATA==1)dat|=0x80;SCLK=1;

//若是讀出的數(shù)據(jù)是1//將1拿出，寫在dat的最高位//將SCLK置于高電平，為降落沿讀出delay1(2);SCLK=0;

//略微等待//拉低

SCLK，形成脈沖降落沿delay1(2);

//略微等待}returndat;

//將讀出的數(shù)據(jù)返回}ucharReadSet1302(ucharCmd)//從cmd相應(yīng)地址中讀一個字節(jié)的數(shù)據(jù){uchardat;RST=0;SCLK=0;

//拉低RST//保證寫數(shù)居前

SCLK

被拉低RST=1;

//啟動數(shù)據(jù)傳輸Write1302(Cmd);

//寫入命令字dat=Read1302( );SCLK=1;

//讀出數(shù)據(jù)//將時鐘電平置于已知狀態(tài)RST=0;

//嚴禁數(shù)據(jù)傳達returndat;

//將讀出的數(shù)據(jù)返回}voidInit_DS1302(void){WriteSet1302(0x8E,0x00);//依據(jù)寫狀態(tài)寄存器命令字，寫入不保護指令WriteSet1302(0x80,((0/10)<<4|(0%10)));//依據(jù)寫秒寄存器命令字，寫入秒的初始值WriteSet1302(0x82,((45/10)<<4|(45%10)));//依據(jù)寫分寄存器命令字，寫入分的初始值WriteSet1302(0x84,((8/10)<<4|(8%10)));//依據(jù)寫小時寄存器命令字，寫入小時的初始值WriteSet1302(0x86,((29/10)<<4|(29%10)));//依據(jù)寫日寄存器命令字，寫入日的初始值WriteSet1302(0x88,((6/10)<<4|(6%10)));//依據(jù)寫月寄存器命令字，寫入月的初始值WriteSet1302(0x8c,((12/10)<<4|(12%10)));//依據(jù)寫年寄存器命令字，寫入年的初始值WriteSet1302(0x8a,((1/10)<<4|(1%10)));//依據(jù)寫禮拜寄存器命令字，寫入禮拜的初始值}voidDisplaySecond(ucharx){

//顯示秒uchari,j;i=x/10;j=x%10;write_com(0xc7);write_date(0x30+i);write_date(0x30+j);}voidDisplayMinute(ucharx){

//顯示分uchari,j;i=x/10;j=x%10;write_com(0xc4);write_date(0x30+i);write_date(0x30+j);}voidDisplayHour(ucharx)

//顯示小時{uchari,j;i=x/10;j=x%10;write_com(0xc1);write_date(0x30+i);write_date(0x30+j);}voidDisplayDay(ucharx)//顯示日期、天{uchari,j;i=x/10;j=x%10;write_com(0x89);write_date(0x30+i);write_date(0x30+j);}voidDisplayMonth(ucharx)//顯示日期、月{uchari,j;i=x/10;j=x%10;write_com(0x86);write_date(0x30+i);write_date(0x30+j);}voidDisplayYear(ucharx)//顯示日期、年{uchari,j;i=x/10;j=x%10;write_com(0x83);write_date(0x30+i);write_date(0x30+j);}voidDisplayWeek(ucharx)//顯示禮拜{uchari;x=x*3;write_com(0x8c);for(i=0;i<3;i++){write_date(table2[x]);x++;}}voidread_date(void){ReadValue=ReadSet1302(0x81);second=((ReadValue&0x70)>>4)*10

+(ReadValue&0x0F);

//從DS1302讀取時間秒ReadValue=ReadSet1302(0x83);minute=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);

//從DS1302讀取時間分ReadValue=ReadSet1302(0x85);hour=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);

//從

DS1302讀取時間小時ReadValue=ReadSet1302(0x87);day=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);

//從

DS1302讀取日期日ReadValue=ReadSet1302(0x89);month=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);DS1302讀取日期月ReadValue=ReadSet1302(0x8d);year=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);

//從

//從DS1302讀取日期年ReadValue=ReadSet1302(0x8b);week=ReadValue&0x07;

//從

DS1302

讀禮拜DisplaySecond(second);

//顯示秒、分、小時、天、月、年、禮拜DisplayMinute(minute);DisplayHour(hour);DisplayDay(day);DisplayMonth(month);DisplayYear(year);DisplayWeek(week);}voidturn_val(charnewval,ucharflag,ucharnewaddr,uchars1num)//刷新時間（將改變的時間顯示到LCD上）{newval=ReadSet1302(newaddr);//讀取當前時間newval=((newval&0x70)>>4)*10+(newval&0x0f);//將bcd碼變換成十進制if(flag)//判斷是加一仍是減一{newval++;switch(s1num){case1:if(newval>99)newval=0;DisplayYear(newval);break;case2:if(newval>12)newval=1;DisplayMonth(newval);break;case3:if(newval>31)newval=1;DisplayDay(newval);break;case4:if(newval>6)newval=0;DisplayWeek(newval);break;case5:if(newval>23)newval=0;DisplayHour(newval);break;case6:if(newval>59)newval=0;DisplayMinute(newval);break;case7:if(newval>59)newval=0;DisplaySecond(newval);break;default:break;}}else{newval--;switch(s1num){case1:if(newval==0)newval=99;DisplayYear(newval);break;case2:if(newval==0)newval=12;DisplayMonth(newval);break;case3:if(newval==0)newval=31;DisplayDay(newval);break;case4:if(newval<0)newval=6;DisplayWeek(newval);break;case5:if(newval<0)newval=23;DisplayHour(newval);break;case6:if(newval<0)newval=59;DisplayMinute(newval);break;case7:if(newval<0)newval=59;DisplaySecond(newval);break;default:break;}}WriteSet1302((newaddr-1),((newval/10)<<4)|(newval%10));//將新數(shù)據(jù)寫入寄存器}voidkey_scan(void)

//鍵盤掃描程序{ucharmiao,s1num=0;if(menu==0){delay(5);if(menu==0){while(!menu);s1num++;while(1){if(menu==0){delay(5);if(menu==0){while(!menu);s1num++;}}rd=0;miao=ReadSet1302(0x81);second=miao;WriteSet1302(0x80,miao|0x80);write_com(0x0f);//光標閃射if(s1num==1){year=ReadSet1302(0x8d);write_com(0x80+4);//年光標if(add==0){delay(3);if(add==0){while(!add);turn_val(year,1,0x8d,1);}}if(dec==0){delay(3);if(dec==0){while(!dec);turn_val(year,0,0x8d,1);}}}if(s1num==2){month=ReadSet1302(0x89);write_com(0x80+7);//月光標if(add==0){delay(3);if(add==0){while(!add);turn_val(month,1,0x89,2);}}if(dec==0){delay(3);if(dec==0){while(!dec);turn_val(month,0,0x89,2);}}}if(s1num==3){day=ReadSet1302(0x87);write_com(0x80+10);//日光標if(add==0){delay(3);if(add==0){while(!add);turn_val(day,1,0x87,3);}}if(dec==0){delay(3);if(dec==0){while(!dec);turn_val(day,0,0x87,3);//寫入日寄存器}}}if(s1num==4){week=ReadSet1302(0x8b);write_com(0x80+14);//禮拜光標if(add==0){delay(3);if(add==0){while(!add);turn_val(week,1,0x8b,4);}}if(dec==0){delay(3);if(dec==0){while(!dec);turn_val(week,0,0x8b,4);}}}if(s1num==5){hour=ReadSet1302(0x85);write_com(0x80+0x40+2);//歲月標if(add==0){delay(3);if(add==0){while(!add);turn_val(hour,1,0x85,5);}}if(dec==0){delay(3);if(dec==0){while(!dec);turn_val(hour,0,0x85,5);}}}if(s1num==6)//調(diào)時間分{minute=ReadSet1302(0x83);write_com(0x80+0x40+5);if(add==0){delay(5);if(add==0){while(!add);turn_val(minute,1,0x83,6);//寫入分寄存器}}if(dec==0){delay(3);if(dec==0){while(!dec);turn_val(minute,0,0x83,6);//寫入分寄存器}}}if(s1num==7)//調(diào)時間秒{second=ReadSet1302(0x81);write_com(0x80+0x40+8);//秒光標if(add==0){delay(3);if(add==0){while(!add);if(second==0x60)second=0x00;turn_val(second,1,0x81,7);}}if(dec==0){delay(3);if(dec==0){while(!dec);turn_val(second,0,0x81,7);}}}if(s1num==8){miao=ReadSet1302(0x81);second=miao;WriteSet1302(0x80,second&0x7f);s1num=0;//s1num清零write_com(0x0c);//光標不閃耀break;}}}}}voiddelay_18B20(unsignedinti)//延時1微秒{while(i--);}voidds1820rst( )//ds1820復位{unsignedcharx=0;DQ=1;

//DQ

復位delay_18B20(4);

//延時DQ=0;

//DQ

拉低delay_18B20(100);//精確延時大于480usDQ=1;

//拉高delay_18B20(40);}uchards1820rd( )///讀數(shù)據(jù){unsignedchari=0;unsignedchardat=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;//給脈沖信號dat>>=1;DQ=1;//給脈沖信號if(DQ)dat|=0x80;delay_18B20(10);}return(dat);}voidds1820wr(ucharwdata)//寫數(shù)據(jù){unsignedchari=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=wdata&0x01;delay_18B20(10);DQ=1;wdata>>=1;}}read_temp( )//讀取溫度值并變換{uchara,b;ds1820rst( );ds1820wr