單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書智能電子鐘

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目名稱：智能時(shí)鐘姓 名：學(xué) 號(hào)：班 級(jí)：指導(dǎo)教師：淮海工學(xué)院理學(xué)院光信息系一、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1：設(shè)計(jì)要求：以at89c51單片機(jī)為核心，制作一個(gè)lcd現(xiàn)實(shí)的智能電子鐘（1） 該電子鐘可以顯示年、月、日、時(shí)、分、秒；（2） 閏年自動(dòng)判斷；（3） 計(jì)時(shí)精度的誤差要1秒/月（具有微調(diào)設(shè)置）；（4） 鍵盤采用動(dòng)態(tài)掃描方式查；1.2：本設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)的具體功能智能電子鐘的原理主要有4部分組成。（1） 單片機(jī)的外圍設(shè)備，即單片機(jī)最小系統(tǒng)，此部分是保證單片機(jī)能正常工作的必要部分；（2） 顯示部分，即lcd顯示，本次設(shè)計(jì)的智能電子鐘lcd除了可以顯示本次課程設(shè)

2、計(jì)的要求，即顯示年月日星期等外，還可以實(shí)時(shí)顯示溫度；（3） 時(shí)鐘芯片ds1302，ds1302是dallas公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)ram，其能夠計(jì)算2100年之前的年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，具有閏年自動(dòng)調(diào)整能力；（4） 溫度傳感器ds18b20部分，該部分主要對(duì)當(dāng)時(shí)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并傳送到時(shí)鐘顯示部分；（5） 按鍵部分：按鍵是對(duì)時(shí)鐘各部分的調(diào)整，模式鍵：可以切換到對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的調(diào)整；加1鍵，減1鍵，分別對(duì)各部分進(jìn)行加1減1操作；二、 總體設(shè)計(jì)ds18b20簡介（1） 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5v，在寄生電源方式下可

3、由數(shù) 據(jù)線供電；（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；（3） s18b20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)ds18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫；（4） 溫范圍55+125，在-10+85時(shí)精度為0.5；（5） 負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。lcd1602簡介（1） 液晶顯示屏是以若干個(gè)58或511點(diǎn)陣塊組成的顯示字符群。每個(gè)點(diǎn)陣塊為一個(gè)字符位，字符間距和行距都為一個(gè)點(diǎn)的寬度。（2） 具有64個(gè)字節(jié)的自定義字符ram，可自定義8個(gè)58點(diǎn)陣字符或四個(gè)511點(diǎn)陣字符。（3） 具

4、有80個(gè)字節(jié)的ram。（4） 標(biāo)準(zhǔn)的接口特性，適配m6800系列mpu的操作時(shí)序。（5） 模塊結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、裝配容易。（6） 單+5v電源供電。低功耗、長壽命、高可靠性。（7） 接口引腳功能引腳號(hào)符號(hào)狀態(tài)功 能1vss電源地2vdd+5v邏輯電源3v0液晶驅(qū)動(dòng)電源4rs輸入寄存器選擇1：數(shù)據(jù)；0：指令5r/w輸入讀、寫操作選擇1：讀；0：寫6e輸入使能信號(hào)7db0三態(tài)數(shù)據(jù)總線（lsb）8db1三態(tài)數(shù)據(jù)總線9db2三態(tài)數(shù)據(jù)總線10db3三態(tài)數(shù)據(jù)總線11db4三態(tài)數(shù)據(jù)總線12db5三態(tài)數(shù)據(jù)總線13db6三態(tài)數(shù)據(jù)總線14db7三態(tài)數(shù)據(jù)總線（msb）15leda輸入背光+5v16ledk輸入背光地注

5、：15、16兩管腳用于帶背光模塊，不帶背光的模塊這兩個(gè)管腳懸空不接。ds1302簡介ds1302 是美國dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶ram的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5v5.5v。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)。ds1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的ram寄存器。ds1302是ds1202的升級(jí)產(chǎn)品，與ds1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。單片機(jī)上電啟動(dòng)時(shí)，蜂鳴器長響一次，并且顯示初始

6、化時(shí)間，以及ds18b20采集到的溫度。此時(shí)按下模式鍵，蜂鳴器響一下，當(dāng)前時(shí)間暫停，并且光標(biāo)移動(dòng)，表明該位可以調(diào)整，再按下設(shè)置鍵可以對(duì)下一位進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)設(shè)置鍵循環(huán)一次時(shí)，調(diào)整結(jié)束，當(dāng)前時(shí)間開始走時(shí)。三、 硬件設(shè)計(jì)3.1：單片機(jī)最小系統(tǒng)該電路是能夠讓單片機(jī)正常工作的必要外圍設(shè)備，x2為11.05926mhz的晶振，為單片機(jī)提供脈沖信號(hào)3.2：顯示電路rs,rw,e三個(gè)管腳是lcd的控制端，控制lcd進(jìn)行寄存器的選擇以及讀寫操作，控制lcd的顯示模式，d0d7分別為lcd的數(shù)據(jù)端口，因?yàn)橛胮0口作為數(shù)據(jù)端口，所以需要加一個(gè)10k的上拉電阻3.3：ds1302電路x1為32.768khz（215）的

7、晶振，其主要作用是產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的晶振，這個(gè)晶振與芯片內(nèi)部的電路組成振蕩器，經(jīng)過分頻可以得到精確地秒信號(hào)。vcc1為后備電源，vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。ds1302由vcc1或vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng)vcc2大于vcc1+0.2v時(shí)，vcc2給ds1302供電。當(dāng)vcc2小于vcc1時(shí)，ds1302由vcc1供電。rst是復(fù)位/片選線，通過把rst輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。rst輸入有兩種功能：首先，rst接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，rst提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)rst為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳

8、送被 初始化，允許對(duì)ds1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中rst置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，i/o引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在 vcc2.0v之前，rst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。i/o為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳 細(xì)說明。sclk為時(shí)鐘輸入端。 3.4：ds18b20電路dq為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；gnd為電源地； vdd為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。3.5：按鍵電路如圖所示，設(shè)置鍵，加1 鍵，減1 鍵分別接單片機(jī)的p1.5，p1.6，p1.7，通過按鍵對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整3.6：蜂鳴器電路如圖所示，蜂鳴器用一個(gè)pnp型

9、三極管驅(qū)動(dòng)，用5v電源供電。四、 元件清單器件名稱型號(hào)數(shù)量at89c51單片機(jī)1晶振32.768khz111.05926mhz1電容30pf2電解電容10uf1電阻30011k110k上拉電阻1按鍵3ds13021ds18b201lcd16021蜂鳴器無源1五、 遇到的問題這次的課程設(shè)計(jì)作品不是一個(gè)完美的作品，還有很多問題沒有解決掉，溫度問題就是一個(gè)最大的問題：ds18b20總是采集不到溫度數(shù)據(jù)。在以后的日子里，我將會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)關(guān)于18b20的知識(shí)，爭取把在此次課程設(shè)計(jì)中遇到的關(guān)于18b20的問題解決掉！當(dāng)然，這次的作品還有許多需要改進(jìn)的地方，比如我的時(shí)鐘系統(tǒng)沒有鬧鐘功能，沒有高溫報(bào)警功能等等。

10、如果要擴(kuò)展本次的時(shí)鐘系統(tǒng)功能的話，可以擴(kuò)展鬧鐘功能，并且可以設(shè)置幾個(gè)鬧鐘，鬧鐘的聲音可以播放音樂，鬧鐘功能可以設(shè)置成只響一次還是每隔幾分鐘響一次。時(shí)間顯示部分如果能讓時(shí)間與星期同步就好了，比如把時(shí)間調(diào)到某年某月某日，則該日對(duì)應(yīng)的星期自動(dòng)調(diào)整，即星期與日期的調(diào)整時(shí)同步的，調(diào)整了時(shí)間也就是相當(dāng)于調(diào)整了星期。六、 心得體會(huì)通過此次的課程設(shè)計(jì)，我更深刻的理解單片機(jī)這門課程動(dòng)手實(shí)踐的重要性，同時(shí)也學(xué)到了書本上沒有講到的許多知識(shí)。單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，只有親自動(dòng)手才能把自己的想法實(shí)現(xiàn)出來。其實(shí)我感覺電路的調(diào)試才是最難的部分，軟件設(shè)計(jì)不會(huì)的可以對(duì)癥下藥，可以上網(wǎng)、去圖書館查資料，最終都可以解決，可是實(shí)物硬件調(diào)試卻不是那么簡單的，很多時(shí)候我們并不知道到底哪里出了錯(cuò)，從而無從何下手。更要命的是軟件仿真提供的是一個(gè)完全理想化的環(huán)境，仿真成功的電路實(shí)際并不一定可以成功，有很多驅(qū)動(dòng)電路軟件仿真時(shí)沒有也可以正常運(yùn)行，可是實(shí)物焊接的時(shí)候就不可以，這一點(diǎn)也是比較難解決的問題。首先我們不知道有些驅(qū)動(dòng)電路怎么連接，其次我們有時(shí)根本就不知道某些器件還需要驅(qū)動(dòng)電路，因?yàn)楹芏囹?qū)動(dòng)電路書上沒有提到，所以我們也沒有驅(qū)動(dòng)電路的意識(shí)。所以此次的課程設(shè)計(jì)我明白了，在做實(shí)驗(yàn)之前，一定要先上網(wǎng)或去圖書館查資料，看看別人的硬件實(shí)物圖是怎么連接的，并且要明白