基于ST89C52的多功能數(shù)字電子時鐘的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、 南 京 理 工 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)作 者:施力準(zhǔn)考證號：014914251103教學(xué)點:南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專 業(yè):電子工程題 目:基于st89c52的多功能數(shù)字電子時鐘的設(shè)計講師倪瑛指導(dǎo)者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))2016年 5月南 京 理 工 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評語學(xué)生姓名： 施力 準(zhǔn)考證號： 014914251103 題 目： 基于st89c52的多功能數(shù)字電子時鐘的設(shè)計 綜合成績： 指導(dǎo)者評語：該生態(tài)度較認(rèn)真，積極保持與指導(dǎo)老師聯(lián)系，按時完成課題的各項任務(wù)。論文選題與專業(yè)對口，概念使用正確，條理較清晰，語言表達較正確，但分析不

2、夠透徹，缺乏一定的創(chuàng)新性。該生能夠按時、較全面地完成畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)，論文理論正確，概念使用正確，工作量較飽滿。論文書寫基本符合規(guī)定，圖表制作較規(guī)范。選題具有一定的實用價值. 原始數(shù)據(jù)收集得當(dāng),但是，綜合分析問題的能力不夠，缺乏一定創(chuàng)新。建議成績評定為良;可以參加答辯。 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）評語評閱者評語：課題立意明確，技術(shù)路線可靠，研究內(nèi)容充實，研究方法切實有效，學(xué)生本人對相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀有較為全面地了解，現(xiàn)從事工作也為完成課題提供了多方面的便利，能夠完成課題并撰寫出達到畢業(yè)要求的畢業(yè)論文 評閱者(簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負(fù)責(zé)

3、人(簽字)： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要科學(xué)技術(shù)速度發(fā)展的今天,電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)迅速的變化,生活中人們生活質(zhì)量不斷的提升,一般的單功能時鐘已經(jīng)無法滿足當(dāng)前人們的需求，對于那些包含報時、鬧鐘、日歷這些的多功能的智能時鐘的追求越來越高。為了增加數(shù)字時鐘的智能化，我們把模擬電路、數(shù)字電路、單片機技術(shù)等想結(jié)合。核心為單片機stc89c52為基礎(chǔ),成功設(shè)計出了智能電子鐘。不但能夠準(zhǔn)確地顯示標(biāo)準(zhǔn)時間,而且對時間進行自動的改動，對丟失的數(shù)據(jù)時間及時的回復(fù)等功能。如今，數(shù)字電子鐘已經(jīng)大量地應(yīng)用于網(wǎng)吧、辦公室、電影院等公共設(shè)施中，它是以數(shù)字電路為基礎(chǔ)，能夠成功的實現(xiàn)時、分、秒的計時裝置。不過大規(guī)模

4、的實用石英晶體振蕩器，以及數(shù)字集成電路的發(fā)展，使得數(shù)字鐘的精度大大提高,實際應(yīng)用價值提升。多功能數(shù)字鐘的應(yīng)用范圍非常地普遍，能很好的普及。單片機是數(shù)字鐘的中心控制器，接著計時功能由時鐘信號來實現(xiàn)傳輸，把他的時間數(shù)據(jù)用單片機來傳遞，最終用顯示器顯示出來。其中鍵盤可以實行定時、校時等功能。液晶顯示技術(shù)和數(shù)碼管來顯示技術(shù)可以用到輸出設(shè)備的顯示器中。時間就是產(chǎn)生財富的基礎(chǔ)、時間就是改變命運的可能、時間就是我們成功的墊腳石，人們非?？粗貙r間的準(zhǔn)確的把握和合理的分配，所以時鐘已經(jīng)離不開我們的生活。所以數(shù)字電子鬧鐘的設(shè)計很符合現(xiàn)在時代的需求。關(guān)鍵字：數(shù)字時鐘；單片機；鬧鐘畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要ti

5、tle design of multi-function clock based on 51 mcu abstractalong development science and technology, electronic technology of the industrial structure adjustment, peoples living standards continue to improve, increase demand for people with timekeeping, alarm clock, calendar, and so on a variety of

6、multifunctional intelligent electronic clock, the traditional clock has been completely unable to meet the peoples needs. now the analog circuit design, mathematics circuit, microcontroller technology integration, increased electronic clock intelligent features.the 51 series stc89c52 chip as the cor

7、e, the idea of an intelligent electronic clock. not only it can accurately display the standard time, and time changes automatically for lost data time timely response and other functions.digital electronic clock is digital circuit based on the hours, minutes and seconds. timing device digital displ

8、ay, widely used in individual family, all kinds of cafes, offices and other public places become an indispensable tool in daily life. ，making precision digital clock is far more than the old watches and other timekeeping tools, practical value is very large.multifunction digital clock application ve

9、ry common, can be a good spread. scm is the digital clock in the center of the controller, then the timing function is achieved by a clock signal transmission, took his time to pass data mcu eventually displayed by the display. where the keyboard can be a fixed time, such as school functions. lcd te

10、chnology and digital technology can be used to display the output device display. time is money, time is destiny, time is successful ., harness and reasonable allocation of time accurately is very important to people, the clock has become essential to our lives in one appliance. so digital electroni

11、c clock design is consistent with the needs of present times.keywords: digitalalarmscm clock stc89c5目 次1 緒 論71.1 基于單片機數(shù)字電子鬧鐘的研究背景71.2 基于單片機數(shù)字電子鬧鐘的發(fā)展現(xiàn)狀71.3 于單片機數(shù)字電子鬧鐘的研究的目的和意義81.4 基于單片機數(shù)字電子鬧鐘主要研究內(nèi)容82 電子鬧鐘總體設(shè)計方案及設(shè)計要求93 系統(tǒng)器件選擇103.1 單片機芯片的選擇方案和論證103.2 顯示模塊選擇方案和論證103.3 時鐘芯片的計劃方案和驗證104 主要元件設(shè)計114.1 stc89c5

12、2和最小系統(tǒng)的介紹114.2 有關(guān)于stc89c52單片機124.3 字符液晶顯示屏lcd1602的相關(guān)資料解釋134.4 電源模塊164.5 溫度傳感器ds18b20165 硬件設(shè)計電路205.1 單片機的連接圖205.2 ds1302 計時模塊205.3 lcd1602液晶顯示模塊215.4 按鍵模塊215.5 溫度傳感器模塊226 系統(tǒng)軟件的設(shè)計237 系統(tǒng)的調(diào)試24結(jié) 論26致 謝27參 考 文 獻28附 錄 一291 緒 論1.1 基于單片機的數(shù)字電子鬧鐘的研究背景單片小型計算機作為微型計算機的一個重要分類之一，已經(jīng)大量的應(yīng)用于如今通訊傳輸設(shè)備、工業(yè)的全面控制、信息的智能化處理和我們

13、正在使用的計算機中，單片機方便了電子產(chǎn)品設(shè)備的使用，它不僅告訴人們時間，也可以在其他領(lǐng)域讓人們實現(xiàn)對時間的把握。數(shù)字時鐘已經(jīng)不僅在日常生活中應(yīng)用，也體現(xiàn)在其他的制造業(yè)中。所以傳統(tǒng)的時鐘已經(jīng)無法滿足這些需求，怎樣使時鐘擁有新的生命來適應(yīng)當(dāng)今的社會，這需要在基本的時鐘上不斷的改進和功能的添加，來設(shè)計出新多功能時鐘。單片機越來越成熟的今天，硬件電路設(shè)計和軟件應(yīng)用機智的應(yīng)用，單片機廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)在的產(chǎn)品中，基于單片機系統(tǒng)的數(shù)字時鐘電路，包括基本的單片機系統(tǒng)和外圍電路，我們還需要外部控制和顯示裝置的增加。體積龐大的傳統(tǒng)的機械鐘，時間的不準(zhǔn)確性，顯示功能不完全等等已經(jīng)不能滿足人們的需求，為此我們需要一個新

14、的多功能的時鐘來幫助我們。1.2基于數(shù)字電子鬧鐘的發(fā)展現(xiàn)狀單片機，科學(xué)的講改叫做微控制器，來源于20世紀(jì)70年代，大規(guī)模集成電路模塊面向控制，而且其可靠性非常高，價格比較便宜，體積較小功能全面。計算機系統(tǒng)以單片機、數(shù)字信號處理器、嵌入式處理器為中心，而且其非常高的實時性、極高的可靠性、功能全面、消耗低、軟件及硬件可以分離、成本低等各種優(yōu)點得到了非常廣闊的應(yīng)用。社會的發(fā)展使人們對時間的要求越來越高，精準(zhǔn)化、多功能化，美觀等要求。電子鐘作為一種非常重要的計時用具，在電腦，手機和其他各種生活用品及社會用品上，以及各類需要時間的地方?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品在20世紀(jì)90年代，在電子技術(shù)快速發(fā)展的條件下速度發(fā)展起

15、來，強大的動能推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化的進程，電子技術(shù)越來越成熟，發(fā)展的也越來越快了，電子產(chǎn)品新老更替的速度也提上來了。如今的社會，人們越發(fā)的發(fā)現(xiàn)了時間的重要性，社會的發(fā)展，生活節(jié)奏也愈發(fā)的加快，時間就是鈔票。如果時間觀念出現(xiàn)錯誤，會對很多人產(chǎn)生巨大的煩惱。 所以時鐘已經(jīng)被廣泛的實用，成為我們生活中必不可少的一部分，而這一切也主要源于集成電路的迅速發(fā)展和石英晶體震蕩器的廣泛的應(yīng)用，他的應(yīng)用使現(xiàn)在的時鐘精度方面大大的提高了，所以這些對于數(shù)字時鐘以及其往后的發(fā)展應(yīng)用，有很大的推動能力。1.3基于于單片機數(shù)字電子鬧鐘的研究的目的和意義傳統(tǒng)的機械鐘表做工要求高，價格較高，材料要求高，時間精度

16、低，壽命比較低，以及各種各樣的條件影響，完全不能趕上現(xiàn)在的需求。而且，電子鐘飛速的發(fā)展，人們的要求也越來越高，于是急需一種新型的電子鐘的面市。單片機已經(jīng)越來越研究的透徹，因為它性能全面，消耗低，價格較便宜，工作效率高，方便的操作，因此經(jīng)常作為控制系統(tǒng)的中心，常常應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)中，要實現(xiàn)整體的功能的時候，我們要將核心的軟件通過具體的電路圖來實施。這個設(shè)計將一個能進行定時的鬧鐘，顯示功能的系統(tǒng)的領(lǐng)悟，向我們?nèi)娴慕榻B了工作過程中數(shù)字的轉(zhuǎn)換，以及在單片機相關(guān)指令方面的應(yīng)用，我們對于這個，這個程序就等于是一道門檻，明白了這個程序，相當(dāng)于掌握了大部分的知識。at89c51芯片作為核心使電子時鐘控制著

17、整個電路，整個電路更簡單明了，年、月、日、分、秒等我們通過按鍵來實現(xiàn)。通過c語言來控制調(diào)整整個時鐘的正常運行，然后用一揚聲器來進行鬧鐘的功能，用lcd1602來進行時間的顯示。1.4基于單片機數(shù)字電子鬧鐘的主要研究內(nèi)容數(shù)字電子時鐘及鬧鐘基于單片機，數(shù)字鐘作為一種計數(shù)電路對標(biāo)準(zhǔn)頻率進行計數(shù)。因為計算時間的開始時間不太可能與準(zhǔn)確的時間一致，所以需要一個校正的電路，而且標(biāo)準(zhǔn)的時間信號一定要準(zhǔn)確。一般情況下，經(jīng)常的數(shù)字電子鐘都用石英晶體震蕩器電路。硬件電路和系統(tǒng)軟件設(shè)計是本次電子鐘的主要中心。硬件電路方面，單片機作為核心的裝置，由鬧鐘電路、鍵盤電路和顯示器組成，數(shù)字鐘在無源晶振電路基礎(chǔ)下，中斷的產(chǎn)生，

18、進行實時定時的控制，顯示在數(shù)碼管led上，我們可以通過按鍵進行定時時間和顯示調(diào)整。同時進行鬧鐘，然后鈴聲電路播放歌曲。在這個系統(tǒng)的軟件中，由一個主程序為中心，包圍著5個子程序和1個中斷程序。2 單片機數(shù)字電子鬧鐘設(shè)計方案及設(shè)計要求控制的主程序是stc89c52;ds1302作為時鐘芯片;顯示器件采用了lcd1602液晶，溫度傳感器使用ds18b20。設(shè)計要求： （1）具有年、月、日、星期、時、分、秒顯示功能； （2）具備年、月、日、星期、時、分、秒校準(zhǔn)功能； （3）具有鬧鐘顯示、調(diào)節(jié)設(shè)定、鳴叫和溫度測試功能； （4）計時器模塊能夠準(zhǔn)確計時； （5）顯示模塊可以顯示清晰，穩(wěn)定，不出現(xiàn)亂碼； （6

19、）輸入模塊能夠正確輸入指令； （7）控制模塊可以準(zhǔn)確控制輸入、輸出顯示； （8）整個系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定工作。3 系統(tǒng)器件的選擇3.1 單片機芯片的選擇方案和論證方案一:采用stc89c52芯片作為硬件核心。 stc89c52通過串口下載，他的內(nèi)部存儲空間小，數(shù)據(jù)的存儲空間達到512，企鵝2k字節(jié)的eeprom存儲空間，與mcs-51系列單片機不沖突。 方案二:采用at89c52芯片。 at89c52片內(nèi)字節(jié)程序與方案一的相同，不過數(shù)據(jù)存儲空間僅為一半，而且不存在eeprom存儲空間，不過也和mcs-51系列的單片機不沖突，具有在線編程可擦除技術(shù)。而且這些單片機完全滿足這個設(shè)計方案的標(biāo)注，stc

20、89c52在價格方面比ats78c52更加的有優(yōu)勢，而且在抗干擾方面更加的強悍。綜合全部的因素，我們還是選stc89c52。3.2 顯示模塊選擇方案和論證方案一：采用點陣式數(shù)碼管顯示。點陣式的數(shù)碼管由各位八的行列的發(fā)光二極管組成，顯示文字的方式更加好,但是采用這個比較浪費，成本提升不合適，所以淘汰。 方案二：采用led數(shù)碼管動態(tài)的掃描的顯示方法。led數(shù)碼管相對價格低廉,對于顯示數(shù)字這方面非常的實用,不過缺點也比較明顯，在功耗方面，較大，更重要的是容量不足，所以也不可取。 方案三：采用lcd液晶顯示屏。 在顯示方面，液晶顯示屏功能強大更加的明顯了,相對其他的顯示器，文字顯示的量大，顯示的多樣性

21、,清晰性,而且價格適中，所以這個方案更加的可行。3.3 時鐘芯片的選擇方案和論證方案一：秒信號用單片機定時計數(shù)器支持，輸入正確的程序來實現(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。如果采用此方案成本較低，因為芯片的使用大大減少，不過缺陷也明顯，時間的誤差大大的提高了。所以不能采用本方案。 方案二：利用ds1302芯片，和其他的芯片比較，在性能方面相比較其他也更加的強大，自動對秒、分、時、日、周、月、年進行計數(shù)，在精度方面也提高了,正常的工作電壓需要在2.5v5.5v下，當(dāng)2.5v時它的耗電300na不到。4 主要元件設(shè)計4.1 st89c52單片機主要性能參數(shù)： （1）不會和mcs-51產(chǎn)品的指令和引

22、腳產(chǎn)生沖突。 （2）重擦寫flash閃速存儲器需要在8字節(jié)的情況下 （3）1000 次擦寫周期 （4）0hz-24mhz時可以進行全靜態(tài)的操作 （5）三級加密程序存儲器 （6）256x8字節(jié)內(nèi)部ram （7）32個可編程i/0口線 （8）3個16 位定時計數(shù)器 （9）8個中斷源 （10）可編程串行uart通道、消耗相對低空閑和有去電模式。 功能特性： stc89c52提供以下功能：at89c52可以變?yōu)?hz的靜態(tài)邏輯下進行操作，兩種軟件可以在可選的情況下進行節(jié)電上作模式。停止cpu 的工作在空閑方式的時候，但ram，定時計數(shù)器和串行通信口及中斷系統(tǒng)可以繼續(xù)進行工作。ram 中的內(nèi)容在掉電模式

23、的時候仍然可以保存，但不準(zhǔn)其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位在振蕩器不工作的時候。管腳圖stc89c52引腳如圖3.1所示 （1）vcc（pin40）和gnd（pin20）是電源的中心引腳，一個是+5v的電源輸入，另外的是為接地線。 （2）外接晶振引腳由xtal1輸入振蕩路和xtal2輸出振蕩電路組成。 （3）控制引腳由pst/vpp，alf/prog,psen和ea/vpp組成。第一個是復(fù)位引腳，高電平復(fù)位當(dāng)出現(xiàn)2個機械周期的時候，第二個位地址鎖存允許信號，第三個位外部的存儲選取信號，最后個為內(nèi)外選通的程序器，從外低電平，反過來為高電平。 （4）有32根可編程輸入或者輸出引腳，stc89c5

24、2單片機中可編程的輸入/輸出口有4組8位 ，在p0和p3口之間。 p0口（pin39pin32）：8位雙向輸入/輸出口線，名稱為p0.0p0.7 p1口（pin1pin8）：8位準(zhǔn)雙向輸入/輸出口線，名稱為p1.0p1.7 p2口（pin21pin28）：8位準(zhǔn)雙向輸入/輸出口線，名稱為p2.0p2.7 p3口（pin10pin17）：8位準(zhǔn)雙向輸入/輸出口線，名稱為p3.0p3.7。圖3.1 stc89c52管腳4.2 時芯片ds1302 (1）概述 ds1302是一種消耗非常低的芯片，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息的功率小于1mw，作為一種涓流充電時鐘芯片，他包含了31字節(jié)的靜態(tài)pam，秒，分，時，日

25、，日期，月以及年和一個實時的時鐘，他們通過簡單的串口接口和單片機進行通信，而且能自動調(diào)整每個月的天數(shù)以及特殊的年月。時鐘可以以12小時am pm或24小時的顯示方法，ds1302采用同步串行的方式和單片機之間通信。ram的讀寫數(shù)據(jù)分為2種方式，一個以1字節(jié)另外一個為31字節(jié)字符組方式。 （2）ds1302功能特性 可編程涓流充電電源作為雙電源的管腳使用于主電源和備份電源之間，7字符的存儲器；2100年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力可以利用實時時鐘計算，暫存數(shù)據(jù)存儲ram有閏年調(diào)整的能力；在串行i/o口方式下，管腳數(shù)量少；可以在2.05.5v在正常工作；當(dāng)工作電流小于300na時

26、，電壓變?yōu)?.0v；用單字符或雙字符的傳送方式來讀寫時鐘或ram數(shù)據(jù)；8腳dip封裝或可選的8腳soic封裝；簡單3線接口；與ttl兼容（vcc=5v）。溫度需要控制在-40攝氏度到85攝氏度之間。 （3）管腳描述： x132.768khz晶振管腳 x2-32.768khz 晶振管腳 gnd地 rst復(fù)位腳 i/o數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳 sclk串行時鐘 vcc1、vcc2電源供電管腳 (4)ds1302的控制字如表4.1.所示。 如果控制字節(jié)高位為7，不能寫入數(shù)據(jù)，只能為1。當(dāng)位6是0時，存取ram時為1。指示操作單元的地址時在位5至1之間，最低位0是寫操作，讀操作為1，而控制字節(jié)總是從最低位傳

27、輸開始。表4.1 ds1302控制字 控制指令輸入后，發(fā)沿在數(shù)據(jù)輸入/輸出的下一個sclk時鐘的上升發(fā)生，ds1302寫入了數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)的進行要從低位即位0開始。ds1302的數(shù)據(jù)讀出在下一個sclk沖的下降在8位的控制指令后，最后數(shù)據(jù)的讀出分別從低位0位到高位7。ds1302讀寫時序如圖4.2所示圖4.2 ds1302讀寫時序4.3 字符液晶顯示屏lcd1602資料(1)概述 液晶為工業(yè)字符型，且顯示的內(nèi)容為16*2時為1602，即兩行能同時存在，每行字為16個字符。正常出現(xiàn)的1602字符液晶有綠色黑色字體和藍色背光白色的字體2種，目前市面上流行的字符液晶基本為基于hd44780的液晶芯片，

28、是完全相同的控制原理。這次所使用的1602液晶模塊藍色背光白色字體的顯示屏。具體字符液晶顯示屏如圖4.3所示圖4.3 字符液晶顯示屏(2)引腳功能圖如圖4.4所示。 第1腳：gnd為地電源。 第2腳：vcc接5v正電源。 第3腳：通過v0，我們可以調(diào)整也就顯示器的對比度，當(dāng)電源接正的時候，此時對比度最低，反正電源接地的時候，對比度最高，當(dāng)出現(xiàn)重影的時候，說明此時對比度過高了，我們可以用一個10k的電位器調(diào)整對比度。 第4腳：寄存器的選擇通過rs，當(dāng)高電平時，我們采用的是數(shù)據(jù)寄存器，反之選擇指令寄存器。 第5腳：這個讀寫信號的線r/w，高電平的時候?qū)⒆x操作，低電平的時候則進行寫操作。 第6腳：使

29、能端e，液晶模塊將執(zhí)行對應(yīng)的命令，當(dāng)此時正好為高電平變?yōu)榈碗娖健?第714腳：db0，db1，db2db5，db6，db7是8位雙向數(shù)據(jù)線。 第1516腳：背光燈電源。 圖4.4 引腳功能表 (3)lcd1602液晶屏的使用時序如圖4.5,4.6,4.7所示。圖4.5 操作輸入輸出圖 圖4.6 lcd1602讀時序圖圖4.7 lcd1602寫時序圖（4）lcd1602存儲器ram它的內(nèi)部ram帶有80個8位的緩沖區(qū)，地址與屏幕的關(guān)系如圖4.8所示。圖4.8 地址與屏幕關(guān)系4.4 電源模塊供電采用5v電壓的系統(tǒng)，詳細(xì)的連接為供電系統(tǒng)連接如圖4.9所示圖4.9 供電系統(tǒng)連接圖變壓器采用的是：ac2

30、20ac9v，穩(wěn)壓芯片是lm7805。4.5 溫度傳感器ds18b20(一)ds18b20功能特點ds18b20具有超小體積和超低硬件開銷，精度高，抗干擾能力強等優(yōu)點。具有全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出，單總線數(shù)據(jù)通信，最高12 位分辨率，檢測溫度范圍大的特征，是開發(fā)溫度相關(guān)產(chǎn)品的很好的選擇。其主要功能如下：(1)獨特的單線接口僅需一個端口引腳進行通訊(2)簡單的多點分布應(yīng)用(3)無需外部器件(4)可通過數(shù)據(jù)線供電(5)零待機功耗(6)測溫范圍-55+125，以0.5遞增。華氏器件-67+2570f，以0.90f 遞增(7)溫度以9 位數(shù)字量讀出(8)溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時間200ms（典型值）(9)用戶可定

31、義的非易失性溫度報警設(shè)置(10)報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件(11)應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費品、溫度計或任何熱感測系統(tǒng)（二）ds18b20內(nèi)部工作原理 ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻rom 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器th和tl、配置寄存器。如圖3-4所示。圖3-4 ds18b20原理圖ds18b20引腳定義：(1) dq為數(shù)字信號輸入/輸出端(2) gnd為電源地(3) vdd為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地） 圖3-5 ds18b20引腳圖圖3-6給出了ds18b20測溫原理：ds1820用一個高溫度系數(shù)的振

32、蕩器確定一個門周期，內(nèi)部計數(shù)器在這個門周期內(nèi)對一個低溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進行計數(shù)來得到溫度值。計數(shù)器被預(yù)置到對應(yīng)于-55的一個值。如果計數(shù)器在門周期結(jié)束前到達0，則溫度寄存器（同樣被預(yù)置到-55）的值增加，表明所測溫度大于-55。同時，計數(shù)器被復(fù)位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計數(shù)器又開始計數(shù)直到0，如果門周期仍未結(jié)束，將重復(fù)這一過程。斜坡式累加器用來補償感溫振蕩器的非線性，以期在測溫時獲得比較高的分辨力。這是通過改變計數(shù)器對溫度每增加一度所需計數(shù)的的值來實現(xiàn)的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數(shù)器的值和每一

33、度的計數(shù)值。ds1820 內(nèi)部對此計算的結(jié)果可提供0.5的分辨力。溫度以16bit 帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出。數(shù)據(jù)通過單線接口以串行方式傳輸。ds1820 測溫范圍-55+125，以0.5遞增。如用于華氏溫度，必須要用一個轉(zhuǎn)換因子查找表。圖3-6 ds18b20測溫原理圖 ds18b20與單片機的硬件連接有兩種方法：一是vdd接外部電源，gnd接地i/o與單片機的i/o線相接；二是用寄生電源供電，此時vdd和gnd接地，i/o接單片機i/o。無論是那種供電方式，i/o線都要接4.7k左右的上拉電阻。圖3-7中，ds18b20采用寄生電源方式，其vdd和gnd均接地，而圖3-8中，ds1

34、8b20采用外接電源方式，其vdd端用3-5.5v電源供電。本設(shè)計采用3-8所示接線，即外接電源工作方式11。 圖3-7 ds18b20接寄生電源圖 圖3-8 ds18b20外接電源圖5 硬件電路設(shè)計硬件電路核心是stc89c52單片機的最小系統(tǒng)，時鐘電路由ds1302芯片組成，通信的方式為三線與單片機之間，用四個獨立的按鍵進行年、月、日、時間、星期的調(diào)整，lcd1602液晶顯示屏把最終的結(jié)果顯示出來。 ds1302計時模塊傳遞的信息和鍵盤輸入的指令經(jīng)過單片機stc89c52的加工，掌管著液晶屏的顯示，蜂鳴器和溫度測試器的驅(qū)動。5.1 單片機的連接圖 單片機連接圖如圖5.2所示 圖5.2 單片

35、機連接圖 xtal1接著11.0592mhz的晶振。同時xtal2y也是，通過開關(guān),rst連接+5v的電壓，同時復(fù)位控制系統(tǒng)。計時模塊連通著p1口，通過控制對其進行通信。lcd1602液晶顯示模塊連接著p1口，lcd1602的顯示受其控制?？刂菩盘柾瑯訌膒3口輸入，而且p3口和按鍵是連接著的。5.2 ds1302計時模塊在常溫條件下，ds18b20的測溫分辨力：0.5，可采用下述方式獲取高分辨率的溫度衡量結(jié)果：首先用ds1820供應(yīng)的讀暫存器指令（beh）讀出以0.5為分辨率如圖5.3ds1302計時模塊.x1，x2都接在晶振32768khz上。單片機的p1.1和電源i/0分別接vcc1，vc

36、c2，直接獲得數(shù)據(jù)，p1.0接在sclk上，p1.2引腳接在rst上，接收指令。圖5.3 ds1302計時模塊5.3 lcd1602液晶顯示模塊lcd1602液晶顯示模塊如圖5.4所示。其中單片機的p2.0p2.7分別連接db0，db1db6，db7，數(shù)據(jù)通過這樣傳輸，背光亮度的調(diào)節(jié)通過vo連接電阻，單片機的p1.3，p1.4，p1.5分別連接著rs、rw和en，用于單片機的指令接收。圖5.4 lcd1602液晶顯示模塊5.4 按鍵模塊按鍵模塊如圖5.5所示，開關(guān)一端接p3.0，p3.1，p3.2，p3.3，另一段接地，判斷是否有鍵按下，我們可以通過檢測p3.0，p3.1，p3.2，p3.3的

37、引腳的電位。圖5.5 按鍵模塊5.5溫度傳感器模塊溫度傳感器ds18b20的接法很簡單，它的dq引腳與stc89c52芯片的p1.7引腳相連接。這里只用到一個溫度傳感器，若要使用多個則只需將所有的ds18b20的i/o口接在一起即可，在具體操作時，通過讀取每個芯片的內(nèi)部序列號來識別18。溫度傳感器模塊電路如圖3-13所示。圖3-13 溫度傳感器模塊6 系統(tǒng)的軟件設(shè)計系統(tǒng)流程圖如圖6.1所示。剛開始先將主程序編寫完成，重置計時模塊ds1302和顯示模lcd1602，將計時的模塊，顯示的模塊還有按鍵模塊的控制程序進行定義，之后讀取ds1302計時模塊預(yù)先設(shè)定數(shù)據(jù)，顯示模塊lcd1602進行顯示。按

38、鍵程序可以檢測按鍵的操作，按下s1一次時，在計時控制和顯示控制的函數(shù)下，主函數(shù)對秒進行操作，秒閃爍順利法傷。s2，s3同時按下，可對其進行加減調(diào)整；當(dāng)我們按2下s1時，通過計時控制和顯示控制的函數(shù)，對分進行操作，我們可以看到分閃爍。當(dāng)我們想進行加減調(diào)整時，按下s2，s3；接著連續(xù)按s1至3次，主函數(shù)控制2個函數(shù)對時進行操作，時閃爍，當(dāng)要進行加減操作的話，可通過同時按s2，s3；接著s1按下4次，同理可對年進行操作，此時年發(fā)生閃爍，如果想對年進行操作，一樣可以按下s2，s3；當(dāng)s1被按下五次，月可以被操作通過計時控制和顯示控制的函數(shù)，月進行閃爍，加減同樣可以通過s2，s3的同時按下；按下s1達到

39、6次的時候，可以對日進行操作，此時日閃爍，同時按下s2，s3進行加減的操作；七次的時候，可以對進行操作，此時周閃爍，還是同時按下s2,s3進行加減的操作；最后當(dāng)s1被按下八次時，程序自動進入主函數(shù)。圖6.1系統(tǒng)流程圖7 系統(tǒng)的調(diào)試pcb電路板由電源、計時模塊、按鍵模塊、顯示模塊、控制模塊組成，我們可以按照附錄一進行操作，元器件依次焊接到板子上。搭建所要求的硬件。載入stc89c52中，一切工作完成后，接通電源，檢查一切功能顯示是否正常，是否達到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。需要對各個模塊進行調(diào)試，各個模塊都顯示一切正常，不過問題出現(xiàn)在了將它們裝配在一起的時候，進行整體的調(diào)試時，問題就明顯的暴露出來了，功能不完整

40、，許多預(yù)想的功能不能順利的實現(xiàn)。不過經(jīng)過仔細(xì)的檢查各個部分和上網(wǎng)查閱資料、咨詢老師和同學(xué)，順利的解決了問題，現(xiàn)在一切都恢復(fù)正常了。實物圖如圖7.1所示。 圖7.1 實物圖調(diào)試過程： (1)首先檢查各個器件，看是否存在損壞，一切正常后，連接完成接通電源，電源顯示燈亮后，顯示屏亮，依次出現(xiàn)開機的畫面； (2)數(shù)秒之后，初始的年、月、日、星期、時、分、秒開始顯示出來。 (3)時間和鬧鐘的模式可以利用模式選擇鍵進行切換， (4)液晶屏上的光標(biāo)可以通過移位鍵進行移位， (5)不同位置的數(shù)可以通過光標(biāo)移動到想調(diào)節(jié)的位置進行加減的操作。 (6)對于那些光標(biāo)閃爍位置的數(shù)字，我們可以在按下移位鍵后再進行加減鍵的

41、操作。 (7)蜂鳴器會發(fā)出”滴滴” 聲當(dāng)我們切換模式后，將鬧鐘時間調(diào)整到預(yù)期的時 間。 (8)溫度測試能正常顯示。 結(jié) 論本文以stc89c52為研究對象，主要從電子時鐘系統(tǒng)的總體設(shè)計和軟硬件設(shè)計入手，根據(jù)項目的實際需要，詳細(xì)闡述了演示系統(tǒng)的設(shè)計思路、原理和解決方案?？偨Y(jié)起來，有如下幾個方面：（1）基于現(xiàn)有的條件，對電子時鐘系統(tǒng)的功能進行剖析，分析電子時鐘系統(tǒng)的功能，對該系統(tǒng)的總體方案進行設(shè)計。（2）根據(jù)指定的總體方案，對電子時鐘系統(tǒng)的硬件進行了詳細(xì)地分析。并對電子時鐘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行劃分。（3）根據(jù)實際情況選擇合適的硬件，并對該電子時鐘系統(tǒng)的軟硬件進行調(diào)試。（4）根據(jù)該電子時鐘系統(tǒng)的軟件設(shè)計，通過c語言對系統(tǒng)進行編程，這體現(xiàn)了本設(shè)計的實時性和靈活性。 設(shè)計過程中花費時間最多的是電路板的焊制，由于一開始的計劃是使用pcb制板，但是