单片机课程设计报告(万年历)
单片机课程设计万年历

项目一万年历一、任务目的通过对万年历的设计和制作,应用了单片机的数码管、键盘接口技术,以及定时/计数器、中断等程序设计技术,进一步训练了单片机并行I/O端口的应用能力、循环程序设计、键盘查询程序设计和调试能力,让同学们初步了解了作为单片机的重要输入设备——键盘接口技术和程序设计方法。
二、设计要求用单片机设计一个在数码管能同时显示年月日时分秒,具体要求:根据提供的单片机,设计出万年历的硬件电路,编写软件,用Proteus进行仿真实验,然后进行实物的软硬件调试,并撰写符合要求的实训报告。
三、系统硬件电路设计可分为最小系统、数码管显示、按键三个单元电路,要求画出各部分电路图,写出工作原理。
最小系统:数码管显示:按键:四、软件设计主流程图:流程图:软件设计有三部分:计时(区分大小月与平月)、显示、校时(使用按键)。
#include <reg51.h>unsigned char msec,sec,min,hou,day=20,mon=3,ci;/*定义msec为50ms计数变量,sec为秒变量,min为分变量,hou为时变量,day 为天变量,mon为月变量,ci为循环次数*/int year=2013;/*定义year为年变量,定义起始年为2013年*/sbit P30=P3^0;/*通过sbit定义可位寻址变量*/sbit P32=P3^2;sbit P33=P3^3;sbit P34=P3^4;void delay(unsigned char i)/*延时函数,当i=1时,延时255微秒*/ { unsigned char j,k;for(k=0;k<i;k++)for(j=0;j<255;j++);}//函数名:T0_INT//函数功能:定时器0中断函数,50ms定时时间到,自动执行该函数,判断是否中断20次//形式参数:无//返回值:无void T0_INT() interrupt 1//定时器0中断类型号为1{TH0=0x3c; //50ms定时初值TL0=0xb0;msec++; //中断次数增1if(msec==20) //中断次数为20次么?{msec=0; //是,1s计时到,50ms计数变量清零sec++; //秒变量加1if(sec==60) //到60s么?{sec=0; //是,1分计时到,秒变量清零min++; //分变量加1if(min==60) //到60分么?{ min=0; //是,1小时计时到,分变量清零hou++; //时变量加1if(hou==24) //到24时么?{ hou=0; //是,1天计时到,时变量清零day++; //天变量加1if(mon==1||mon==3||mon==5||mon==7||mon==8||mon==10||mon==12) //月是为1,3,5,7,8,10,12么?{if(day==32){day=1;mon++;} } //是,天到32么?是,天变量复位为1,月变量加1else if( mon==2) //月是为2么?{if(day==29){day=1;mon++;}} //是,天到29么?是,天变量复位为1,月变量加1else //月是为4,6,9,11么?{if(day==31){day=1;mon++;}} //是,天到31么?是,天变量复位为1,月变量加1if(mon==13) //月到13么?{ mon=1; //是,1年计时到,月变量复位到1year++;}}}}}} //年变量加1void main() //主函数{unsignedcharled[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0 x6f};//定义数字0~9字型显示码,数码管共阴TMOD=0x01; //定时器0工作方式1TR0=1; //启动定时器TH0=0x3c; //50ms定时初值TL0=0xb0;EA=1; //开总中断ET0=1; //定时器0中断while(1){if(P30==1) //P3.0=1么?(开关是开启的么?){ for(ci=1;ci<=10;ci++) //for循环,ci的初值为1,判断ci<=10,若小于等于10循环,ci+1,若大于10跳出循环{P2=0x00;P0=led[sec%10];delay(2); //选中P2为0x00时控制的数码管,显示秒个位P2=0x01;P0=led[sec/10];delay(2); //选中P2为0x01时控制的数码管,显示秒十位P2=0x02;P0=led[min%10];delay(2); //选中P2为0x02时控制的数码管,显示分个位P2=0x03;P0=led[min/10];delay(2); //选中P2为0x03时控制的数码管,显示分十位P2=0x04;P0=led[hou%10];delay(2); //选中P2为0x04时控制的数码管,显示时个位P2=0x05;P0=led[hou/10];delay(2);} //选中P2为0x05时控制的数码管,显示时十位if(P32==0) //P3.2=0么?按钮按下么?{delay(55);if(P32==0) {sec++;}if(sec==60) {sec=0;}} //是,延时55*255um;P3.2=0么?是,秒变量加1;秒到60么?是,秒变量清零if(P33==0) //P3.3=0么?按钮按下么?{delay(55);if(P33==0) {min++;}if(min==60) {min=0;}} //是,延时55*255um;P3.3=0么?是,分变量加1;分到60么?是,分变量清零if(P34==0) //P3.4=0么?按钮按下么?{delay(55);if(P34==0) {hou++;}if(hou==24) {hou=0;}}} //是,延时55*255um;P3.4=0么?是,时变量加1;时到24么?是,时变量清零else if(P30==0) //P3.0=0么?(开关是闭合的么?){for(ci=1;ci<=10;ci++) //for循环,ci的初值为1,判断ci<=10,若小于等于10循环,ci+1,若大于10跳出循环{P2=0x00;P0=led[day%10];delay(2); //选中P2为0x00时控制的数码管,显示天个位P2=0x01;P0=led[day/10];delay(2); //选中P2为0x01时控制的数码管,显示天十位P2=0x02;P0=led[mon%10];delay(2); //选中P2为0x02时控制的数码管,显示月个位P2=0x03;P0=led[mon/10];delay(2); //选中P2为0x03时控制的数码管,显示月十位P2=0x04;P0=led[year%10];delay(2); //选中P2为0x04时控制的数码管,显示年个位P2=0x05;P0=led[year/10%10];delay(2); //选中P2为0x05时控制的数码管,显示年十位P2=0x06;P0=led[year/100%10];delay(2); //选中P2为0x06时控制的数码管,显示年百位P2=0x07;P0=led[year/1000];delay(2);} //选中P2为0x07时控制的数码管,显示年千位if(P32==0) //P3.2=0么?按钮按下么?{delay(50);if(P32==0){day++;}if(mon==1||mon==3||mon==5||mon==7||mon==8||mon==10|| mon==12) //是,延时50*255um;P3.2=0么?是,天变量加1;月是为1,3,5,7,8,10,12么?{if(day==32){day=1;} } //是,天到32么?是,天变量复位为1else if( mon==2) //月是为2么?{if(day==29){day=1;}} //是,天到29么?是,天变量复位为1else //月是为4,6,9,11么?{if(day==31){day=1;}}} //是,天到31么?是,天变量复位为1if(P33==0) //P3.3=0么?按钮按下么?{delay(50);if(P33==0) {mon++;}if(mon==13) {mon=1;}} //是,延时50*255um;P3.3=0么?是,月变量加1;月到13么?是,月变量复位为1if(P34==0) //P3.4=0么?按钮按下么?{delay(50);if(P34==0) {year++;}}} //是,延时50*255um;P3.3=0么?是,年变量加1;else {;}}}五、系统调试画proteus图,了解单片机最小系统,选用的元件有AT89C51,共阴的蓝色的8位数码管(7SEG-MPX8-CC-BLUE),三八译码器(74HC138),按钮(BUTTON),普通电容(CAP),极性电容(CAP-ELEC),晶体管(CRYSTAL),10K电阻(RES),排阻(RESPACK-8),单刀单匝开关(SWITCH),将电路连接完整。
单片机课程设计-万年历

一、课程设计名称万年历二、课程设计目的1、掌握单片机的原理、应用。
2、学会利用单片机设计电路。
3、培养大家的创新意识及动手能力。
三、课程设计内容(一)方案设计我们组设计的万年历是以一片40引脚的单片机AT89C52为主体,结合16位定时器/计数器和LED数码管等元器件来实现的,主要有几个单元电路构成,分别是复位电路、振荡电路、按键电路、整点报时电路和显示电路,下面给出了电路框图及其分析和说明。
1、复位电路此单元电路为手动复位电路,由按键、电解电容、电阻等构成,与单片机的RST引脚相连接,在单片机运行过程中可以随时按键复位,电路图如图1所示:图-1 复位电路2、振荡电路此单元电路由晶振和电容构成,其中的晶振频率为12MHz,与单片机的XTAL1和XTAL2引脚相连接,具体电路如图2所示:图-2振荡电路3、调整电路此单元电路主要由多个弹性按键构成,在所设计的电路中与单片机的I/O(P1)口相连接,具体电路可参考图3:图-3按键调整电路图中的按键K0、K1、K2、K3分别具有不同的功能,其中K0、K1、K2用于校准,K0调节小时(或年)、K1调节分(或月)、K2调节秒(或日);K3用于切换,启动时万年历显示的为时分秒,当按下K3时可以切换到年月日显示界面。
4、整点报时电路此部分电路通过采用晶体管驱动蜂鸣器实现的,每当显示时间出现整点时(如12:00:00),蜂鸣器会发出短暂响声,起到整点报时功能。
实际电路中与单片机的P1.3相连接,具体电路可参照图4:图-4整点报时电路5、显示电路此单元电路为万年历的显示屏,由共阳数码管构成,采用动态扫描的方式来显示年月日和时分秒,示意图如图5所示:图-5数码管显示电路注意:实际中电路与上述电路不同,稍复杂些,而且采用的是两个四位一体的数码管,还要接限流电阻(较小,如470欧)和晶体管(如9012)。
(二)系统硬件设计该系统主要由时钟电路部分、中央处理单元、数码管显示部分组成,各组成部分如图所示。
(完整版)单片机毕业课程设计—万年历

郑州轻工业学院软件学院单片机与接口技术课程设计总结报告设计题目:电子万年历学生姓名:系别:专业:班级:学号:指导教师:2011年12月16日设计题目:电子万年历设计任务与要求:1、显示年月日时分秒及星期信息2、具有可调整日期和时间功能3、增加闰年计算功能方案比较:方案一:系统分为主控制器模块、显示模块、按键开关模块,主控制模块采用AT89C52单片机为控制中心,显示模块采用普通的共阴LED数码管,键输入采用中断实现功能调整,计时使用AT89C52单片机自带的定时器功能,实现对时间、日期的操作,通过按键盘开关实现对时间、日期的调整。
方案二:系统分为主控模块、时钟电路模块、按键扫描模块,LCD显示模块,电源电路、复位电路、晶振电路等模块。
主控模块采用AT89C52单片机,按键模块用四个按键,用于调整时间,显示模块采用LCD1602,时钟电路模块采用DS1302时钟芯片实现对时间、日期的操作。
两个方案工作原理大致相同,只有显示模块和时钟电路不同。
LED 数码管价格适中,对于数字显示效果较好,而且使用单片机的端口也较少; LCD1602液晶显示屏,显示功能强大,可以显示大量文字、图形,显示多样性,清晰可见,价格相对LED数码管来说要昂贵些,但是基于本设计显示的东西较多,若采用LED数码管的话,所需数码管较多,而且不利于控制,因此选择LCD1602作为显示模块。
DS1302是一款高性能的实时时钟芯片,以计时准确、接口简单、使用方便、工作电压范围宽和低功耗等优点,得到广泛的应用,实时时钟有秒、分、时、星期、日、月和年,月小于31天时可以自动调整,并具有闰年补偿功能,而且在掉电时能够在外部纽扣电池的供电下继续工作。
单片机有定时器的功能,但时间误差较大,且需要编写时钟程序,因此采用DS1302作为时钟电路。
对比以上方案,结合设计技术指标与要求我们选择了方案二进行设计。
逻辑总框图:该电子万年历的总体设计框图如图(1)所示。
基于单片机万年历设计

引言:单片机是集成电路上的一种微处理器。
它具有微处理器的核心功能,如运算逻辑单元,控制单元和寄存器,同时还包含其他外设和接口,如存储器,计数器/定时器等。
在现代科技的不断发展下,单片机已经在许多不同的领域得到广泛应用。
其中之一就是在万年历方面的设计。
万年历在生活中扮演着重要的角色,因此基于单片机设计一个功能强大的万年历具有很大的实用价值。
概述:本文将介绍基于单片机的万年历设计,该设计旨在实现更精确的日期和时间显示,同时提供基本的日历功能和其他实用功能。
文中将详细介绍设计的硬件和软件部分,并讨论其中的各种功能和特点。
正文:1.硬件设计1.1主控芯片选择1.2外设接口设计1.3屏幕选择和显示控制1.4时钟电路设计2.软件设计2.1系统架构设计2.2日期和时间计算算法2.3用户界面设计2.4日历功能实现2.5其他实用功能的实现3.功能和特点3.1准确的日期和时间显示3.2自动切换夏令时3.3多种日期和时间格式支持3.4节假日提醒功能3.5闹钟功能4.应用领域4.1家用4.2办公场所4.3学校4.4研究机构4.5工业领域5.前景和挑战5.1市场需求5.2技术挑战5.3发展趋势5.4可持续发展总结:基于单片机的万年历设计是一项非常有实用价值的技术,它能够提供准确的日期和时间显示,并具备多种实用功能。
本文详细介绍了硬件和软件的设计过程,以及功能和特点,并探讨了该设计在不同领域的应用前景和挑战。
未来,随着科技的进一步发展,基于单片机的万年历设计将继续得到改进和拓展,为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
单片机课程设计报告万年历

目录一、摘要 (2)二、设计任务、 (4)三、总体方案设计与论证 (4)1、液晶显示模块 (4)2、实时时间计算模块 (5)3、实时环境温度采集模块 (5)4、报警模块 (6)5、设置模块 (6)四、总体方案组成框图 (7)五、系统硬件设计 (8)1、LCD显示模块 (8)2、实时时间计算模块 (12)3、实时环境温度检测模块 (16)4、报警模块 (21)5、设置模块 (22)六、系统软件设计 (23)七、系统硬件电路设计 (24)八、系统硬件PROTEUS仿真原理图 (25)九、系统硬件仿真运行情况图 (26)1、显示欢迎界面 (26)2、显示实时时间 (26)3、显示当前温度 (27)4、时间设置 (27)5、最高报警温度设置 (28)6、闹钟时间设置 (28)7、超温 (29)8、闹钟时间到 (29)附录一:实物图 (30)附录二:PCB图 (32)附录三:源程序代码 (33)附录四:参考文献 (62)摘要单片机就就是微控制器,就是面向应用对象设计、突出控制功能的芯片。
单片机接上晶振、复位电路与相应的接口电路,装载软件后就可以构成单片机应用系统。
将它嵌入到形形色色的应用系统中,就构成了众多产品、设备的智能化核心。
本设计就就是应用单片机强大的控制功能制作而成的电子万年历,该电子万年历包括三大功能:实时显示年、月、日、时、分、秒;实时监测环境温度(可根据需要启动高温报警功能);电子闹钟。
M bn本设计采用的就是AT89S52单片机,该单片机采用的MCU51内核,因此具有很好的兼容性,内部带有8KB的ROM,能够存储大量的程序,最突出特点就是具有ISP在系统烧写功能,使得烧写程序更加方便。
计时芯片采用DALLAS公司的涓细充电时钟芯片DS1302,该芯片通过简单的串行通信与单片机进行通信,时钟/日历电路能够实时提供年、月、日、时分、秒信息,采用双电源供电,当外部电源掉电时能够利用后备电池准确计时。
单片机课程设计报告电子万年历

单片机课程设计报告电子万年历单片机课程设计报告:电子万年历一、设计简介在本次单片机课程设计中,我们选择了电子万年历作为设计主题。
电子万年历是一种结合了数字电路、单片机技术和实时时钟(RTC)技术的电子产品,它具有显示年份、月份、星期、日、时、分、秒的功能,还可以根据用户的需求进行定时、闹钟、报时等功能。
二、硬件设计我们采用了基于8051内核的单片机作为主控芯片。
该单片机具有丰富的I/O 端口,适于实现各种复杂的输入输出操作。
此外,它还内置了定时器和中断控制器,可以很方便地实现实时时钟功能。
1.显示模块:为了方便用户查看时间信息,我们选用了LCD显示屏作为显示设备。
LCD屏具有功耗低、体积小、显示内容丰富等优点。
2.实时时钟(RTC)模块:我们采用了常用的DS1302芯片作为实时时钟模块。
该芯片可以提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息,而且还有可编程的报警功能。
3.按键模块:为了实现人机交互,我们设计了一组按键。
用户可以通过按键来调整时间、设置闹钟等。
4.电源模块:为了保证系统的稳定工作,我们采用了稳定的5V直流电源。
三、软件设计我们采用了C语言编写程序。
程序主要由以下几个部分组成:1.主程序:主程序主要负责读取RTC模块的时间信息,并控制LCD显示屏显示时间。
同时,主程序还要检测按键输入,根据用户的需求进行相应的操作。
2.RTC驱动程序:为了正确地读取和设置DS1302芯片的时间信息,我们编写了相应的驱动程序。
驱动程序包括初始化和读写寄存器两部分。
3.按键处理程序:按键处理程序用于检测按键输入,并根据按键值执行相应的操作。
比如,用户可以通过按键来增加或减少时间,设置闹钟等。
4.LCD显示程序:LCD显示程序用于控制LCD显示屏的显示内容。
在本设计中,我们使用了点阵字符库,将时间信息以字符的形式显示在LCD屏上。
四、测试与验证为了确保我们的电子万年历设计正确无误,我们进行了以下的测试和验证:1.硬件测试:首先,我们对硬件电路进行了测试,确保每个模块都能正常工作。
基于51单片机的万年历设计

基于51单片机的万年历设计一、系统设计方案本万年历系统主要由 51 单片机、时钟芯片、液晶显示屏、按键等部分组成。
51 单片机作为核心控制器,负责整个系统的运行和数据处理。
时钟芯片用于提供精确的时间信息,液晶显示屏用于显示万年历的相关内容,按键则用于设置时间和功能切换。
二、硬件设计1、单片机选型选用常见的 51 单片机,如 STC89C52 单片机,它具有性能稳定、价格低廉、易于编程等优点。
2、时钟芯片选择 DS1302 时钟芯片,该芯片能够提供高精度的实时时钟,具有闰年补偿功能,并且可以通过串行接口与单片机进行通信。
3、液晶显示屏采用 1602 液晶显示屏,能够清晰地显示字符和数字,满足万年历的显示需求。
4、按键电路设计四个按键,分别用于时间设置、功能切换、加和减操作。
三、软件设计1、主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机端口初始化、时钟芯片初始化、液晶显示屏初始化等。
然后读取时钟芯片中的时间数据,并在液晶显示屏上显示出来。
接着进入循环,不断检测按键状态,根据按键操作执行相应的功能,如时间设置、功能切换等。
2、时钟芯片驱动程序通过单片机的串行接口向 DS1302 发送命令和数据,实现对时钟芯片的读写操作,获取准确的时间信息。
3、液晶显示屏驱动程序编写相应的函数,实现对1602 液晶显示屏的字符和数字显示控制。
4、按键处理程序采用扫描方式检测按键状态,当检测到按键按下时,执行相应的按键处理函数,实现时间设置和功能切换等操作。
四、时间设置功能通过按键操作进入时间设置模式,可以分别设置年、月、日、时、分、秒等信息。
在设置过程中,液晶显示屏会显示当前设置的项目和数值,并通过加、减按键进行调整。
设置完成后,将新的时间数据保存到时钟芯片中。
五、显示功能万年历的显示内容包括年、月、日、星期、时、分、秒等信息。
通过合理的排版和显示控制,使这些信息在液晶显示屏上清晰、直观地呈现给用户。
六、系统调试在完成硬件和软件设计后,需要对系统进行调试。
单片机课程设计报告 电子万年历

题目:电子万年历设计报告课程名称单片机课程设计学院物理与光电工程学院专业班级 09级电子科学与技术5班学号姓名王周英联系方式任课教师陈国鼎2011年12月12日电子万年历设计报告1)设计题目题目:电子万年历设计2)设计任务和要求1、显示年月日时分秒及星期信息。
2、具有可调整日期和时间功能3、增加闰年计算功能4、实现语音报时3)原理电路和程序设计:(1)方案比较;一:控制MCU方案一:STM8,STM公司推出的新款MCU,性能高,外设资源丰富,带有12位AD、12位DA、脉宽调制PWM、最高机器周期16MHz等。
且其功耗非常小,价格便宜,性价比非常高。
缺点是只能用官方开发的S-Link下载器进行下载,其价格比较高,一般学习者手上都没有。
方案二:AT89S52,AT公司的51单片机。
优点是支持ISP在线下载;缺点是价格比较高。
方案三:STC89C52,宏晶公司的51系列单片机,价格便宜,在国内使用者非常多。
支持串口下载,使用非常方便,且具有很大的价格优势。
缺点是仅支持串口下载,不支持在线下载,使用中会有些不方便。
由于本设计对控制芯片的要求不高,因此选用方案三。
二:时钟模块方案一:用单片机的定时器产生1S的时基信号,然后用程序来实现时钟的时、分、秒计时,同时用程序来产生年、月、日。
该方案优点是减少使用外设芯片;缺点是用单片机模拟时钟,使编程量增大,且用定时器产生时基信号,精度不高。
方案二:使用时钟芯片DS12C887。
优点是8位数据线并行控制,控制简单;自带有锂电池,外部掉电时,其内部时间信息还能够保持 10年之久。
缺点是并行控制,占用太多的IO口,且价格很高,不适合一般的电子制作。
方案三:使用时钟芯片DS1302。
优点是同步串行通信,仅使用3个IO口,占用最少的单片机资源;其内部功能强大。
更重要的是其价格便宜,具有非常高的性价比。
缺点是串行通信,控制比较复杂。
综上,本设计选择方案三。
三:语音报时模块方案一:使用语音芯片BLA902。
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目录一、摘要 (2)二、设计任务 (4)三、总体方案设计与论证 (4)1、液晶显示模块 (4)2、实时时间计算模块 (5)3、实时环境温度采集模块 (5)4、报警模块 (6)5、设置模块 (6)四、总体方案组成框图 (7)五、系统硬件设计 (8)1、LCD显示模块 (8)2、实时时间计算模块 (12)3、实时环境温度检测模块 (16)4、报警模块 (21)5、设置模块 (22)六、系统软件设计 (23)七、系统硬件电路设计 (24)八、系统硬件PROTEUS仿真原理图 (25)九、系统硬件仿真运行情况图 (26)1、显示欢迎界面 (26)2、显示实时时间 (26)3、显示当前温度 (27)4、时间设置 (27)5、最高报警温度设置 (28)6、闹钟时间设置 (28)7、超温 (29)8、闹钟时间到 (29)附录一:实物图 (30)附录二:PCB 图 (32)附录三:源程序代码 (33)附录四:参考文献 (62)摘要单片机就是微控制器,是面向应用对象设计、突出控制功能的芯片。
单片机接上晶振、复位电路和相应的接口电路,装载软件后就可以构成单片机应用系统。
将它嵌入到形形色色的应用系统中,就构成了众多产品、设备的智能化核心。
本设计就是应用单片机强大的控制功能制作而成的电子万年历,该电子万年历包括三大功能:实时显示年、月、日、时、分、秒;实时监测环境温度(可根据需要启动高温报警功能);电子闹钟。
M bn本设计采用的是AT89S52单片机,该单片机采用的MCU51内核,因此具有很好的兼容性,内部带有8KB的ROM,能够存储大量的程序,最突出特点是具有ISP在系统烧写功能,使得烧写程序更加方便。
计时芯片采用DALLAS公司的涓细充电时钟芯片DS1302,该芯片通过简单的串行通信与单片机进行通信,时钟/日历电路能够实时提供年、月、日、时分、秒信息,采用双电源供电,当外部电源掉电时能够利用后备电池准确计时。
温度检测采用DALLAS公司的数字化温度传感器,该芯片采用的是独特的“一线总线”的方式与单片机进行通信,一线总线独特而且经济的特点,是用户可以轻松的组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新的概念。
实时温度采用一线总线的方式传输大大的提高了信号的抗干扰性,分辨率可通过软件设置,其小巧的体积为各种环境下测量温度提供了方便。
显示器件采用通用型1602液晶,可显示32个字符,如果使用数码管来做显示器件需消耗大量的系统资源,因此采用低功耗的1602液晶,该液晶显示方便,功能强大,完全能满足数字万年历的显示要求。
通过此次设计能够更加牢固的掌握单片机的应用技术,增强动手能力、硬件设计能力以及软件设计能力。
设计任务1、设计任务:利用单片机、时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20、1602液晶等实现日期、时间、温度的显示即一个简单的万年历。
2、设计要求(1)通过DS1302能够准确的计时,时间可调并在液晶上显示出来。
(2)通过DS18B20能够实时、准确的检测当前环境温度。
(3)利用单片机自身功能实现闹钟。
总体方案论证与设计本系统以AT89S52单片机为控制核心,通过与DS1302和DS18B20通信获取实时时间和实时环境温度,并将得到的数据通过1602液晶显示出来,同时通过相应的按键调整相应的值。
因此本设计可分为一下模块:显示模块、实时时间计算模块、实时环境温度采集模块、报警模块、设置模块(时间设置模块、最高温度设置模块、闹钟设置模块)。
下面对各个模块逐一进行论证分析:1、液晶显示模块方案(1):数码管是利用发光二极管的特性组合而成数字显示器件,通过控制相应的二极管的状态显示相应的数字。
要使数码管正常显示就得有驱动电路驱动相应的段码,数码管的现实方式可分为静态显示和动态显示,静态显示方式只适合显示单个的数字,因此本设计应采用动态显示方式。
由于动态显示方式利用的是人眼视觉暂留的特性,扫描的时间应不大于20毫秒,占用系统资源大,而且显示的个数和字型有限,在本设计中不易采用。
方案(2):1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。
每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用。
1602的驱动电路带有11条指令,可以很方便的控制液晶的现实效果如:清屏、左移右移、光标显示。
而且1602显示的字符在下一条指令为到来之前不会改变,也就是能够维持显示的字符,1602液晶占用的系统资源也少。
综合比较上述两种方案,应采用1602液晶组成本设计的显示模块。
2、实时时间计算模块方案(1):AT89S52单片机内部带有定时/计数功能,此定时功能是通过对外部晶振的脉冲进行计数,从而达到计时功能,只要使用的晶振就能实现零误差的计时,因此可以利用此功能实现计时,但因为只有单一的计时功能要实现“万年历”的功能需要较复杂的程序,而且如果单片机掉电无法继续进行计时,所以使用不便。
方案(2):DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片,附加31字节静态RAM,采用SPI三线接口与CPU进行通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。
实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年,一个月小与31天时可以自动调整,且具有闰年补偿功能。
工作电压宽达~。
采用双电源供电(主电源和备用电源),可设置备用电源充电方式,提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。
利用单片机强大的控制功能就可实现实时计时的功能,而且消耗的系统资源少,程序简单。
综合上述两种方案,宜采用方案(2)实现实时计时功能。
3、实时环境温度采集模块方案(1):热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件.热敏电阻由半导体陶瓷材料组成,利用的原理是温度引起电阻变化.通过一定的电路可以将周围环境的温度变化转化成电压的变化,通过AD转化器件将信号传输给单片机进行分析,从而测出当前环境温度,但误差大,不稳定,对环境要求较高。
方案(2):DS18B20是美国DALLAS公司生产的数字温度传感器,采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20 的双向通讯。
单总线具有经济性好,抗干扰能力强,适合于恶劣环境的现场温度测量,使用方便等优点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。
测量温度范围宽,测量精度高,在使用中不需要任何外围元件,支持多点组网功能多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上,实现多点测温,供电方式灵活 DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。
因此,当数据线上的时序满足一定的要求时,可以不接外部电源,从而使系统结构更趋简单,可靠性更高。
因此非常适合本系统使用。
综上比较上述两种方案,宜采用方案(2)构成本设计的实时温度采集模块。
4、报警模块此模块采用无源蜂鸣器实现,只要编写相应的程序即可实现发出不同频率的声音。
5、设置模块因设置模块只需编写相应的程序外加相应的按键即可实现,实现方法较简单,在此不再论述。
总体方案组成框图系统硬件设计1、LCD 显示模块设计(1)1602液晶功耗较小可直接与单片机接口相接,电源直接与电源电路相接,使用单片机的P0口和P1口与1602进行通信。
(2)1602相应功能特性介绍+5V 电压,对比度可调内含复位电路提供各种控制命令,如:清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能有80字节显示数据存储器DDRAM内建有160个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM 8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM (3)1602引脚介绍时间计算模块 DS 1302 实时温度采集模块 (DS18B20)设置模块(独立按键)(4)1602液晶11条指令介绍1.清屏指令功能:<1> 清除液晶显示器,即将DDRAM的内容全部填入“空白”的字符码20H;<2> 光标归位,即将光标撤回液晶显示屏的左上方;<3>将地址计数器(AC)的值设为0;2.光标归位指令功能:<1> 把光标撤回到显示器的左上方;<2> 把地址计数器(AC)的值设置为0;<3> 保持DDRAM的内容不变;3.输入模式设置指令功能:设定每次写入1位数据后光标的移位方向,并且设定每次写入的一个字符是否移动。
参数设定的情况如下所示:位名设置I/D 0=写入新数据后光标左移 1=写入新数据后光标右移S 0=写入新数据后显示屏不移动 1=写入新数据后显示屏整体右移1个字4.显示开关控制指令功能:控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。
参数设定的情况如下:位名设置D 0=显示功能关 1=显示功能开C 0=无光标 1=有光标B 0=光标不闪烁 1=光标闪烁5.设定显示屏或光标移动方向指令功能:使光标移位或使整个显示屏幕移位。
参数设定的情况如下:S/C R/L 设定情况0 0 光标左移1格,且AC值减10 1 光标右移1格,且AC值加11 0 显示器上字符全部左移一格,但光标不动1 1 显示器上字符全部右移一格,但光标不动6.功能设定指令(非常重要的指令)功能:设定数据总线位数、显示的行数及字型。
参数设定的情况如下:位名设置DL 0=数据总线为4位 1=数据总线为8位N 0=显示1行1=显示2行F 0=5×7点阵/每字符1=5×10点阵/每字符7.设定CGRAM地址指令功能:设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。
8.设定DDRAM地址指令功能:设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。
9.读取忙信号或AC地址指令功能:<1> 读取忙碌信号BF的内容,BF=1表示液晶显示器忙,暂时无法接收单片机送来的数据或指令; 当BF=0时,液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令;<2> 读取地址计数器(AC)的内容。
10.数据写入DDRAM或CGRAM指令功能:<1> 将字符码写入DDRAM,以使液晶显示屏显示出相对应的字符;<2> 将用户自己设计的图形存入CGRAM。
11.从CGRAM或DDRAM读出数据的指令功能:读取DDRAM或CGRAM中的内容。
基本操作时序:读状态输入:RS=L,RW=H,E=H 输出:DB0~DB7=状态字写指令输入:RS=L,RW=L,E=下降沿脉冲,DB0~DB7=指令码输出:无读数据输入:RS=H,RW=H,E=H 输出:DB0~DB7=数据写数据输入:RS=H,RW=L,E=下降沿脉冲,DB0~DB7=数据输出:无(5)、1602液晶与单片机接口电路2、时间计算模块设计DS1302通过三根口线实现与单片机的通信,因DS1302功耗很小,即使电源掉电后通过3V的纽扣电池仍能维持DS1302精确走时。