單片機(jī)時(shí)鐘顯示溫度顯示

南華大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)院：湘南學(xué)院題目：單片機(jī)LCD時(shí)鐘顯示和溫度丈量學(xué)生姓名：專業(yè)班級：指導(dǎo)老師：教研室主任：2012年6月29日一、歸納：本次設(shè)計(jì)的LCD時(shí)鐘顯示和溫度丈量系統(tǒng)是由中央控制器、溫度檢測器、時(shí)鐘系統(tǒng)、顯示器及鍵盤部分組成?？刂破鞑杉{單片機(jī)STC89C51RC，溫度檢測部分采納DS18B20溫度傳感器，時(shí)鐘系統(tǒng)用時(shí)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(jī)經(jīng)過時(shí)鐘芯片

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

DS18B20收集溫度信號送該給單片機(jī)辦理；單片機(jī)再把時(shí)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(shí)間的。二、方案設(shè)計(jì)及方案論證時(shí)鐘顯示和溫度丈量的整體設(shè)計(jì)思路依據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能要求，本時(shí)鐘顯示和溫度丈量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一定采納單片機(jī)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，用單片機(jī)的自動控制能力配合按鍵控制，來控制時(shí)鐘、溫度的調(diào)整及顯示。獲取時(shí)鐘顯示和溫度丈量數(shù)據(jù)信息，單片機(jī)對其進(jìn)行一系列的辦理，最后經(jīng)過液晶顯示出來。時(shí)鐘顯示和溫度丈量系統(tǒng)方案論證時(shí)鐘系統(tǒng)方案選擇方案1：經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部的準(zhǔn)時(shí)器/計(jì)數(shù)器，用軟件實(shí)現(xiàn)，直接用單片機(jī)的準(zhǔn)時(shí)器編程以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘；方案2：用特意的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的記時(shí)，再把時(shí)間數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，由單片機(jī)控制顯示。固然用軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘硬件線路簡單，但是程序運(yùn)轉(zhuǎn)的每一步都需要時(shí)間，多一步或少一步程序都會影響記時(shí)的正確度，瞄準(zhǔn)時(shí)器準(zhǔn)時(shí)也不是十分正確，時(shí)鐘精度很低，對于我們實(shí)現(xiàn)所需要的功能造成軟件編程特別復(fù)雜。用專用時(shí)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(jì)采納擁有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302。它可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且擁有閏年補(bǔ)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(shí)，小于300nA。它內(nèi)部含有31個(gè)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(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí),可以達(dá)到我們設(shè)計(jì)的基本的要求。內(nèi)部的寄存器為我們調(diào)時(shí)，鬧鐘準(zhǔn)時(shí)供給了寄存空間。備用用電源也實(shí)現(xiàn)了當(dāng)系統(tǒng)斷電后，時(shí)鐘依舊可以保持。并且它是串行接口，與單片機(jī)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(shí)鐘和溫度的顯示可以用數(shù)碼管或LED，并且價(jià)格低價(jià)。但是數(shù)碼管的只好顯示簡單的設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，與我們設(shè)計(jì)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(fù)雜，用1602液晶顯示可以完整知足本次設(shè)計(jì)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(fù)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(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)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(shí)質(zhì)要求經(jīng)過簡單的編程實(shí)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(shí)現(xiàn)只好經(jīng)過外面的溫度傳感器來實(shí)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(jì)的要求。DS18B20也是我們平時(shí)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(gè)復(fù)位開關(guān)做成鍵盤。固然集成鍵盤雅觀，與單片機(jī)的接口少，但是它的成本比較高。單片機(jī)的IO口對于我們的設(shè)計(jì)綽綽有余。平時(shí)我們采納價(jià)格低價(jià)單個(gè)復(fù)位開關(guān)做成鍵盤。時(shí)鐘顯示和溫度丈量系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)初步確立設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)主控模塊、時(shí)鐘模塊、測溫模塊、鬧鈴模塊、顯示模塊、鍵盤接口模塊共6個(gè)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(shí)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(jì)1、單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)位電路：復(fù)位電路有兩種方式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位，我們主要用按鈕復(fù)位方式。以下列圖所示：圖2：復(fù)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(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)DS1302時(shí)鐘電路晶振采納，原理圖以下：圖4：基于ds1302時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路3、溫度系統(tǒng)設(shè)計(jì)DS18B20溫度傳感DQ端接單片機(jī)口，電路原理圖以下：圖5：基于DS18b20溫度系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路4、液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)間調(diào)治模塊本系統(tǒng)采納3個(gè)按鍵調(diào)治時(shí)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(shí)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(shí)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(cuò)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(jī)的VCC和GND此后，電源燈可以點(diǎn)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(dǎo)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(shí)現(xiàn)了想要達(dá)到的收效。六、總結(jié)與領(lǐng)悟在開始本次課程設(shè)計(jì)前花銷了十多天的時(shí)間認(rèn)真學(xué)習(xí)了單片機(jī)，經(jīng)過書籍和視頻的學(xué)習(xí)，對單片機(jī)有了進(jìn)一步的掌握并學(xué)會C51編程的一些方法。這對于完成本次課程設(shè)計(jì)供給了很大的幫助。此后次的課程設(shè)計(jì)中，我真真切正的意識到，在寫程序時(shí)，邏輯思想要清楚，要有耐心。同時(shí)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(jī)學(xué)習(xí)板配套資料2.《51單片機(jī)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(jì)》尹業(yè)安，白燕主編國防科技大學(xué)第一版社4.《單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)》謝維成楊加國主編清華大學(xué)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(jìn)行的delay(5);write_com(0x80);//初始化顯示時(shí)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(zhǔn)備delay1(2);for(i=0;i<8;i++)

//略微等待，使硬件做好準(zhǔn)備//連續(xù)寫8個(gè)二進(jìn)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(zhǔn)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(zhǔn)備//重新拉低SCLK，形成脈沖//將dat的各數(shù)據(jù)位右移1位，準(zhǔn)備寫入下一個(gè)數(shù)據(jù)位}}voidWriteSet1302(ucharCmd,uchardat)//向cmd相應(yīng)地址中寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù){RST=0;//嚴(yán)禁數(shù)據(jù)傳達(dá)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(zhǔn)備Write1302(Cmd);//寫入命令字Write1302(dat);//寫數(shù)據(jù)SCLK=1;//將時(shí)鐘電平置于已知狀態(tài)RST=0;//嚴(yán)禁數(shù)據(jù)傳達(dá)}ucharRead1302(void)//讀8bit數(shù)據(jù){uchari,dat;delay(2);//略微等待，使硬件做好準(zhǔn)備for(i=0;i<8;i++)//連續(xù)讀8個(gè)二進(jìn)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(gè)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(shí)鐘電平置于已知狀態(tài)RST=0;

//嚴(yán)禁數(shù)據(jù)傳達(dá)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(hù)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(shí)寄存器命令字，寫入小時(shí)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(shí){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(shí)間秒ReadValue=ReadSet1302(0x83);minute=((ReadValue&0x70)>>4)*10+(ReadValue&0x0F);

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

//從

DS1302讀取時(shí)間小時(shí)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(shí)、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(shí)間（將改變的時(shí)間顯示到LCD上）{newval=ReadSet1302(newaddr);//讀取當(dāng)前時(shí)間newval=((newval&0x70)>>4)*10+(newval&0x0f);//將bcd碼變換成十進(jìn)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(biāo)閃射if(s1num==1){year=ReadSet1302(0x8d);write_com(0x80+4);//年光標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(shí)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(shí)間秒{second=ReadSet1302(0x81);write_com(0x80+0x40+8);//秒光標(biāo)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(biāo)不閃耀break;}}}}}voiddelay_18B20(unsignedinti)//延時(shí)1微秒{while(i--);}voidds1820rst( )//ds1820復(fù)位{unsignedcharx=0;DQ=1;

//DQ

復(fù)位delay_18B20(4);

//延時(shí)DQ=0;

//DQ

拉低delay_18B20(100);//精確延時(shí)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