帶溫度顯示的電子鐘

關(guān)于帶溫度顯示的電子鐘目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2.產(chǎn)品功能概述3.工作原理及設(shè)計(jì)思路4.主要模塊程序及描述5.總結(jié)第2頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天設(shè)計(jì)任務(wù)（1）通過(guò)查閱相關(guān)資料，深入了解電子鐘的組成結(jié)構(gòu)和工作原理；（2）學(xué)習(xí)有關(guān)動(dòng)態(tài)顯示方式及原理；（3）復(fù)習(xí)“MCS-51單片機(jī)原理及C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”，掌握其接口擴(kuò)展，如：顯示、鍵盤(pán)等；（4）設(shè)計(jì)具有報(bào)時(shí)報(bào)溫功能電子鐘的原理圖，構(gòu)建硬件平臺(tái)；（5）采用匯編或C語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序并調(diào)試通過(guò)；（6）制作出樣機(jī)并測(cè)試達(dá)到功能和技術(shù)指標(biāo)要求；（7）寫(xiě)出設(shè)計(jì)報(bào)告。第3頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天產(chǎn)品功能：設(shè)計(jì)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)一個(gè)依據(jù)時(shí)段可變顯示亮度電子鐘，具體如下：（1）能夠?qū)崿F(xiàn)基本時(shí)鐘的走時(shí)，顯示范圍是00:00:00——23:59:59。能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)鐘的調(diào)整，通過(guò)按鍵可以對(duì)“時(shí)”位和“分”位進(jìn)行加1調(diào)節(jié)，并能當(dāng)加至最大值時(shí)能重新歸零。（2）能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前室溫的測(cè)量功能，并在數(shù)碼管上予以顯示（3）能夠?qū)崿F(xiàn)年月日的顯示與切換。（4）能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的顯示與切換。

第4頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)DS1302芯片DS18B20其他模塊數(shù)碼顯示模塊第5頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天電路圖第6頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天IO定義sbitDQ=P1^3;//DS18B20I/Osbitled=P1^0;SbitT-RST=P3^5;//ds1302-5SbitT-IO=P3^4;//ds1302-6SbitT-CLK=P3^6;//ds1302-7SbitACC0=ACC^0;SbitACC7=ACC^7;Sbitup=P3^1;//4Sbitdown=P3^2;//8Sbitset=P3^0;//0Sbitc=P3^3;//C第7頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.程序流程圖開(kāi)始初始化是否按c鍵時(shí)間顯示顯示日期是否按c鍵顯示溫度是否按c鍵是是是否否否注釋?zhuān)赫{(diào)整程序包含其中第8頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.主要器件介紹(1)溫度傳感器DS18B201.1、適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V1.2、獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊1.3、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)1.4、溫范圍－55℃～+125℃，在-10～+85℃時(shí)精度為±0.5℃1.5、測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以"一線總線"串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力第9頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖：封裝圖，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，溫度格式表第10頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天RAM指令表：溫度變換：44H，啟動(dòng)DS1820進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時(shí)最長(zhǎng)為750ms（9位為93.75ms）。結(jié)果存入內(nèi)部9字節(jié)RAM中。讀暫存器：0BEH，讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容寫(xiě)暫存器：4EH，發(fā)出向內(nèi)部RAM的3、4字節(jié)寫(xiě)上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。復(fù)制暫存器：48H，將RAM中第3、4字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中。

重調(diào)EEPROM：0B8H將EEPROM中內(nèi)容恢復(fù)到RAM中的第3、4字節(jié)。讀供電方式：0B4H讀DS1820的供電模式。寄生供電時(shí)DS1820發(fā)送“0”，外接電源供電DS1820發(fā)送“1”。

第11頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天序號(hào)名稱(chēng)引腳功能描述1GND地信號(hào)2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開(kāi)漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。3VDD可選擇的VDD引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。表1

DS18B20詳細(xì)引腳功能描述DS18B20的性能特點(diǎn)如下：●獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；●多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；●無(wú)須外部器件；●可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0~5.5Ｖ；●零待機(jī)功耗；●溫度以９或１２位數(shù)字；●用戶可定義報(bào)警設(shè)置；●報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；●負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；第12頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存ＲＡＭ和一個(gè)非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖3所示。頭２個(gè)字節(jié)包含在工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為０，用戶要去改動(dòng)，R1和Ｒ0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來(lái)設(shè)置分辨率。測(cè)得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第５個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖3所示。低５位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20溫度LSB溫度MSBTH用戶字節(jié)1TL用戶字節(jié)2配置寄存器保留保留保留CRC

圖3

DS18B20字節(jié)定義第13頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天DS18B20的測(cè)溫原理器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器１；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器２的脈沖輸入。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測(cè)量。計(jì)數(shù)門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器１、溫度寄存器中，計(jì)數(shù)器１和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器１對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器１的預(yù)置值減到０時(shí)，溫度寄存器的值將加１，減法計(jì)數(shù)器１的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器１重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到０時(shí)，停止溫度寄存器的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)器門(mén)仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直到溫度寄存器值大致被測(cè)溫度值。

第14頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天初始化復(fù)位：voidset_18b20(){uchara;DQ=1;a=1;while(--a);DQ=0;a=113;while(--a);while(--a);//750us的延時(shí)

DQ=1;a=30;while(--a);if( DQ==0){a=240;led=0;while(--a);}

}第15頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天voidwrite_18b20(uchardate)//寫(xiě)1個(gè)字節(jié){uchari,a;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;a=7;while(--a);DQ=date&0x01;//00000001a=25;while(--a);date=date>>1;DQ=1;

}}第16頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天ucharread_18b20(){uchari,a,temp;;for(i=8;i>0;i--) {temp=temp>>1;DQ=0; a=3; while(--a);DQ=1;a=2; while(--a);if(DQ)temp=temp|0x80;//1000000a=15; while(--a);

}

return(temp);}第17頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天voiddisplay(){

uchartempintbai,tempintshi,tempintge,xiaoq,xiaob,xiaos,xiaog;

tempintbai=tempint/100;tempintshi=tempint%100/10;tempintge=tempint%10;xiaoq=tempdf%10000/1000;xiaob=tempdf%1000/100;xiaos=tempdf%100/10;xiaog=tempdf%10;第18頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天P0=0x00;P2=1;P0=EL[tempintbai];delay(20);

P0=0x00;P2=2;P0=EL[tempintshi];delay(20);

P0=0x00;P2=3;P0=EL[tempintge]|0x80;delay(20);P0=0x00;P2=4;P0=EL[xiaoq];delay(20);P0=0x00;P2=5;P0=EL[xiaob];delay(20);P0=0x00;P2=6;P0=EL[xiaos];delay(20);P0=0x00;P2=7;P0=EL[xiaog];delay(4);

if(f==1){P2=0;P0=0x40;delay(20);}}第19頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)DS13021DS1302的結(jié)構(gòu)及工作原理DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓寬達(dá)2.5～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。內(nèi)部有一個(gè)31×８的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。第20頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.1引腳功能表及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖第21頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天引腳功能如表1所示。第22頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.2DS1302的控制字節(jié)說(shuō)明DS1302的控制字如圖2所示?？刂谱止?jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到DS1302中位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù);位５至位1指示操作單元的地址;最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開(kāi)始輸出。1.3復(fù)位通過(guò)把輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。輸入有兩種功能：首先，接通控制邏輯，允許地址／命令序列送入移位寄存器；其次，提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥2.5V之前，必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。第23頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.4數(shù)據(jù)輸入輸出在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被寫(xiě)入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開(kāi)始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位至高位7，數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序見(jiàn)圖３。第24頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天DS1302寫(xiě)入操作：voidwrite_byte(ucharda){uchari;ACC=da;//10000001for(i=8;i>0;i--){T_IO=ACC0; T_CLK=0;T_CLK=1;ACC=ACC>>1;//01000000}}DS1302讀取操作：ucharread_byte(void){

uchari;for(i=0;i<8;i++)//00000001假設(shè)ACC=00000000{ACC=ACC>>1;//01000000 T_CLK=1; T_CLK=0;ACC7=T_IO;//10000000}return(ACC);}第25頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天voidwrite_1302(ucharaddr,ucharda){T_RST=0;//停止工作

T_CLK=0;T_RST=1;//重新工作

write_byte(addr);//寫(xiě)入地址

write_byte(da);T_RST=0;T_CLK=1;}ucharread_1302(ucharaddr){uchartemp;T_RST=0;//停止工作

T_CLK=0;T_RST=1;//重新工作

write_byte(addr);//寫(xiě)入地址

temp=read_byte();T_RST=0;T_CLK=1;//停止工作

return(temp);}第26頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.顯示說(shuō)明如上圖，最左邊顯示為時(shí)，中間為分，最右邊為秒當(dāng)按一次‘0’時(shí)，只顯示時(shí)并進(jìn)入時(shí)調(diào)整，當(dāng)按兩次‘0’時(shí)，只顯示分并進(jìn)入分調(diào)整。按下三次‘0’后，回到最初狀態(tài)。按下一次‘c’后，會(huì)進(jìn)入日期顯示，再次按下進(jìn)入溫度顯示，三次后回到時(shí)間顯示狀態(tài)。13-52-45第27頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.鍵盤(pán)控制說(shuō)明‘0鍵’為時(shí)鐘設(shè)置、時(shí)分切換、保存按鈕‘4鍵’為加按鈕‘8鍵’為減按鈕‘c’為時(shí)間，日期，溫度切換按鈕第28頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天主程序及時(shí)間顯示調(diào)整第29頁(yè),共35頁(yè)，2024年2月25日，星期天日期顯示調(diào)整第30頁(yè)