【基于單片機(jī)的數(shù)字溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)9400字（論文）】

基于單片機(jī)的數(shù)字溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近年來備受關(guān)注，特別是51單片機(jī)技術(shù)。采用51單片機(jī)技術(shù)組成主控系統(tǒng)，定期孕育發(fā)生秒信號(hào)。通過該程序能夠自主進(jìn)行年、月、日、時(shí)、分、秒的計(jì)數(shù)。數(shù)字溫度傳感器DS18B20用于采集溫度。在12864寬屏幕液晶顯示器上及時(shí)顯示刻下時(shí)間和室內(nèi)外溫度信息，經(jīng)過議定設(shè)置按鍵可調(diào)節(jié)刻下時(shí)間、報(bào)警時(shí)間和溫度報(bào)警值。WiFi模塊用于達(dá)成手機(jī)控制的單片機(jī)設(shè)置周年紀(jì)念提醒的功能。末了達(dá)成了手機(jī)時(shí)間設(shè)置、警鈴設(shè)置、室內(nèi)外溫度提示、高溫自動(dòng)報(bào)警等功能。該設(shè)計(jì)擁有著抗干擾能力強(qiáng)、測量精度高、無需所有的固定網(wǎng)絡(luò)的支持、而且比較安裝簡單、性價(jià)比也很高、可維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。達(dá)成適時(shí)時(shí)溫度控制是一種智能、經(jīng)濟(jì)的方案。在原有的室內(nèi)溫度計(jì)時(shí)和測量顯示的基礎(chǔ)上，增加了室外溫度測量和顯示、節(jié)假日、周年紀(jì)念和高溫報(bào)警等功能，增強(qiáng)了日歷的功能，增強(qiáng)了日歷帶給人們的儀式感和安全感。關(guān)鍵詞：單片機(jī)智能萬年歷溫度傳感器目錄TOC\o"1-4"\h\u19960一、緒論 目前，基于單片機(jī)控制技術(shù)的微電子技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展。它普及運(yùn)用于控制、智能和仿真等各個(gè)領(lǐng)域?？刂祁I(lǐng)域中的準(zhǔn)時(shí)控制和溫度控制在生產(chǎn)和生活中得到了普及的運(yùn)用，在我們的日常生活中隨處可見。LCD模塊越來越普及地運(yùn)用于百般測量儀器、測量裝置、顯示儀表等日常電子產(chǎn)品中，對測量精度和顯示精度的請求也越來越高，尤其是對時(shí)間測量的請求，不但請求準(zhǔn)確，而且請求非常直觀，便于我們觀察和修改，利便地讀取數(shù)值。本文以51單片機(jī)為主控芯片，DAI、I為公司的適時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302為時(shí)鐘控制芯片，12864為液晶顯示模塊，設(shè)計(jì)了電子日歷系統(tǒng)。系統(tǒng)不妨在同一屏幕上顯示年、月、日、周、溫度和鬧鐘設(shè)置。單片機(jī)是第四代微機(jī)的要緊分支。單片機(jī)將CPU、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、準(zhǔn)時(shí)器/計(jì)數(shù)器和I/0接口電路集成到集成電路芯片中。單片機(jī)的運(yùn)用在控制領(lǐng)域中引起了一場微機(jī)的控制革命。傳統(tǒng)的硬件控制慢慢退出了舞臺(tái)由微控制技術(shù)代替。近十年來，單片機(jī)遍及運(yùn)用于生產(chǎn)過程控制、自動(dòng)檢測、數(shù)據(jù)采集與處置、科學(xué)計(jì)算、集團(tuán)的管理和自動(dòng)化工作等領(lǐng)域。單片機(jī)擁有體積小、重量輕、節(jié)能、價(jià)格低廉、通過性高、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。廣泛運(yùn)用于衛(wèi)星定位、汽車火花控制、交通自動(dòng)管理、微波爐特用控制等領(lǐng)域。近年來，單片機(jī)的發(fā)展越來越極速，它曾經(jīng)滲出到好多學(xué)科，以及人們生活的各個(gè)方面，我們在生活中無處不享受這微機(jī)控制帶來的便利。MCS-51系列51芯片構(gòu)成了一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。從CPU、內(nèi)存到輸入/輸出端口，都是可用的。只要編寫程序，就不妨完成中央控制或數(shù)據(jù)采集、處置和通信傳輸?shù)男畔⑻幹闷鳌橹憧刂频谋匾?，MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)擁有較強(qiáng)的位處置功能，擁有加、減、乘、除指令的功能。CPU時(shí)鐘高達(dá)12MHz，并擁有可以執(zhí)行單字節(jié)乘法或除法的操作裝置。該系列微控制器可分為軍用、民用和工業(yè)產(chǎn)品。民用產(chǎn)品首要用于辦公室和計(jì)算機(jī)房環(huán)境，工作溫度為0到+70攝氏度。軍品必須在惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作。工業(yè)產(chǎn)品的工作溫度在-65至125攝氏度之間。它們不妨在-40攝氏度到+85攝氏度的溫度范圍內(nèi)尋常工作。工業(yè)產(chǎn)品比民用產(chǎn)品更信得過，但價(jià)格低于軍品。在單片機(jī)的運(yùn)用中，不妨按照實(shí)際工作環(huán)境選擇工業(yè)芯片，以保證系統(tǒng)的信得過性。在國內(nèi)，李光迪、朱月秀和冷祖琦的《單片機(jī)基礎(chǔ)》2017版。本書以AT89C51為核心，輔以必要的外圍電路，不妨經(jīng)過議定LED更準(zhǔn)確地顯示時(shí)間和分鐘。兩個(gè)簡單的鍵調(diào)整時(shí)間。整個(gè)電子時(shí)鐘系統(tǒng)不妨完成時(shí)間顯示、準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)時(shí)鬧鐘、復(fù)位等功能。提高了測量精度。胡華主編，《單片機(jī)原理與運(yùn)用技術(shù)》，2015年。本書還以A51為核心，必要的外圍電路可以得到輔助，經(jīng)過議定設(shè)置六位LED數(shù)碼管，利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器功能，不妨更準(zhǔn)確地顯示小時(shí)、分鐘和秒。用兩個(gè)鍵調(diào)整時(shí)間。整個(gè)電子時(shí)鐘系統(tǒng)還不妨完成時(shí)間顯示、準(zhǔn)時(shí)、復(fù)位等功能。日歷的日程安排曾經(jīng)改進(jìn)了。陳立剛題為“汽車智能電子鐘的設(shè)計(jì)與達(dá)成”的論文發(fā)表在《科技創(chuàng)新公報(bào)》2015/13號(hào)上?；诘凸亩喙δ軙r(shí)鐘/日歷芯片PCF8563，設(shè)計(jì)了一種擁有準(zhǔn)時(shí)和鬧鐘功能的汽車智能電子時(shí)鐘。經(jīng)過議定鍵盤及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的刻下時(shí)間和報(bào)警時(shí)間。溫度升高報(bào)警功能。張勇在《濟(jì)南職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)》2016/06第三期上發(fā)表了題為《基于DS1302的電子鐘制作難度分析》的文章。討論了以時(shí)鐘芯片DS1302為核心的電子時(shí)鐘日歷系統(tǒng)的制作難點(diǎn)，分析了以51為主控芯片的電子時(shí)鐘硬件電路的工作原理，指出了硬件電路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)，給出了主程序流程圖。介紹了RAM的設(shè)計(jì)思想和幾種首要功能子程序，分析了DS1302時(shí)鐘芯片的運(yùn)用方法和注意事項(xiàng)。給出了相應(yīng)的解決方案。智能萬年歷的核心為51單片機(jī)，電路控制是由51單片機(jī)完成。使用DS1302時(shí)鐘芯片和24C02閃存，顯示日歷年、月、日等。當(dāng)顯示舊歷時(shí)間時(shí)，不妨標(biāo)記周、小時(shí)、分鐘、秒和舊歷年、月和日。無論是閏月還是非閏月，在完成自動(dòng)調(diào)整和斷電保護(hù)的同時(shí)，運(yùn)用全部信息LCD。人機(jī)界面由設(shè)準(zhǔn)時(shí)間、可調(diào)日期、可調(diào)報(bào)警開關(guān)三個(gè)按鍵達(dá)成。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的請求，制訂了系統(tǒng)的主控制模塊和設(shè)計(jì)時(shí)間?？偣灿辛鶄€(gè)模塊：時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊、鍵盤接口模塊、顯示模塊和報(bào)警模塊。基于以上分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架如下。鍵掃描電路（89S51）主控模板鍵掃描電路（89S51）主控模板DS1302時(shí)鐘電路液晶顯示液晶顯示鬧鐘電路鬧鐘電路存儲(chǔ)電路 存儲(chǔ)電路LM016L在顯示模塊中的運(yùn)用，其原因在于它擁有結(jié)構(gòu)簡單、電路負(fù)載輕等特點(diǎn)，使得整個(gè)硬件結(jié)構(gòu)異常簡單，便于攜帶。同時(shí)，在控制器的選擇上，LM016LHD44780是一個(gè)很好的選擇。它不光是上傳下載的速度快，而且對接收的指令的響應(yīng)速度也是異常敏感。DS1302它的工作電壓為2.5伏～5.5伏，可以閏年補(bǔ)償?shù)墓δ?，采用的傳輸方式有兩種一個(gè)是RAM數(shù)據(jù)突發(fā)方式和多字節(jié)時(shí)鐘信號(hào)，采用的接口是三線的和CPU同步通信。DS1202是DS1302的低級(jí)版，所以DS1302與DS102通用，升級(jí)之后添加了主電源和備用電源，提供小電流充電的功能?；贒S1302的時(shí)鐘擁有很高的時(shí)間精度。AM/PM不妨運(yùn)用24小時(shí)制或12小時(shí)制。三線接口用于與CPU同步，多字節(jié)時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)不妨處于突發(fā)模式傳輸。DS1302擁有用于主/備用電源的雙針。在工作模式下，VCC1與備用電源相連，無需主電源即可節(jié)省時(shí)間。。就PC機(jī)鍵盤而言，這些鍵盤存在震顫現(xiàn)象，但每臺(tái)PC機(jī)的硬件配置各異，相應(yīng)的PC機(jī)鍵盤的功能也各異。因此，鍵盤的靈敏度越高，越便當(dāng)運(yùn)用，震顫時(shí)間越短，對PC機(jī)鍵盤的硬件控制就越龐雜。關(guān)于編碼鍵盤，當(dāng)不按下按鈕時(shí)，A點(diǎn)的電位不妨測量得更高，高達(dá)5伏；當(dāng)按下按鈕時(shí)，A點(diǎn)的電位不妨快速下降。這一過程的變化首要是由于外部壓力使點(diǎn)電位將鑰匙的開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到CPU，然后CPU將壓力的變化處置到信號(hào)輸出。按照機(jī)械開關(guān)的特殊結(jié)構(gòu)，按下按鈕會(huì)導(dǎo)致失真，這自然會(huì)導(dǎo)致鍵盤震顫。按照震顫的特點(diǎn)，第一次檢測按鍵的延遲時(shí)間通常為5110毫秒，當(dāng)震顫消失后，按鍵的狀態(tài)將被從頭檢測。震顫現(xiàn)象不利于鍵盤操作，會(huì)導(dǎo)致鍵盤操作不穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致CPU處置錯(cuò)誤。因此，必須解決震顫引起的鍵盤操作不穩(wěn)定問題。電子蜂鳴器看成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，首要分為壓電蜂鳴器和電磁蜂鳴器，普及運(yùn)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電話等電子設(shè)備中。主控模塊模塊在整個(gè)系統(tǒng)中起著統(tǒng)籌的作用，需要檢測鍵盤，溫度傳感器等各種參數(shù)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)液晶顯示相關(guān)參數(shù)，在這里我們選用了51系列單片機(jī)中的STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片。51系列單片機(jī)最初是由Intel公司開發(fā)設(shè)計(jì)的，但后來Intel公司把51核的設(shè)計(jì)方案賣給了幾家大的電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)商，譬如SST、Philip、Atmel等大公司。因此市面上出現(xiàn)了各式各樣的均以51為內(nèi)核的單片機(jī)。這些各大電子生產(chǎn)商推出的單片機(jī)都兼容51指令、并在51的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些功能而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是與51一致的。STC89C52有40個(gè)引腳，4個(gè)8位并行I/O口，1個(gè)全雙工異步串行口，同時(shí)內(nèi)含5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。STC89C52的存儲(chǔ)器系統(tǒng)由4K的程序存儲(chǔ)器(掩膜ROM)，和128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)組成。STC89C52單片機(jī)的基本組成框圖和管腳圖見圖3-1和。圖3-1STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖3-2STC89C52單片機(jī)管腳圖對于采用的鐘表電路，我們選擇的是美國一家公司的電路DS1302，對于美國的達(dá)拉斯公司的時(shí)鐘鐘表線路，其具有功耗比較低、性能非常高，擁有非常好的RAM。它有非常先進(jìn)的功能，可以識(shí)別那一年是閏年并且補(bǔ)償，對時(shí)間每分每秒每天每月每年進(jìn)行記錄，它的工作電壓是2.5伏到5伏，采用的是與CPU同步通信的三線接口，突發(fā)模式可一次傳輸多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302時(shí)鐘芯片內(nèi)主要包括移位寄存器、控制邏輯電路、振蕩器。DS1302與單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送依靠RST，I/O，SCLK三根端線即可完成。其工作過程可概括為：首先系統(tǒng)RST引腳驅(qū)動(dòng)至高電平，然后在SCLK時(shí)鐘脈沖的作用下，通過I/O引腳向DS1302輸入地址/命令字節(jié)，隨后再在SCLK時(shí)鐘脈沖的配合下，從I/O引腳寫入或讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)字節(jié)。因此,其與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送是十分容易實(shí)現(xiàn)的，DS1302的引腳排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2。X1，X232.768kHz晶振引腳GND地線RST復(fù)位端I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出端口SCLK串行時(shí)鐘端口VCC1慢速充電引腳VCC2電源引腳圖3-3DS1302的引腳圖3-4DS1302與MCU接口電路圖3-4為DS1302的接口電路，其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。VCC1在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源并提供低功率的電池備份。VCC2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)用方式中VCC1連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302由VCC1或VCC2兩者中較大者供電。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。DS1302在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把SCLK端置“0”，接著把RST端置“1”，最后才給予SCLK脈沖；讀/寫時(shí)序如下圖5所示。表-1為DS1302的控制字，此控制字的位7必須置1，若為0則不能對DS1302進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。對于位6，若對時(shí)間進(jìn)行讀/寫時(shí)，CK=0，對程序進(jìn)行讀/寫時(shí)RAM=1。位1至位5指操作單元的地址。位0是讀/寫操作位，進(jìn)行讀操作時(shí)，該位為1；進(jìn)行寫操作時(shí)，該位為0?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出的。表-2為DS1302的日歷、時(shí)間寄存器內(nèi)容：“CH”是時(shí)鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行?！癢P”是寫保護(hù)位，在任何的對時(shí)鐘和RAM的寫操作之前，“WP”必須為0。當(dāng)“WP”為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。DS1302的控制字如表2所示?？刂谱止?jié)的高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果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1表示進(jìn)行讀操作，為0表示進(jìn)行寫操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸出。表3-1DS1302的控制字格式1RAM/CKA4A3A2A1A0RD/WR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)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。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位到高位7。如下圖3-5所示。圖3-5DS1302讀/寫時(shí)序圖DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表2表3-2DS1302的日歷、時(shí)間寄存器寫寄存器讀寄存器Bit7Bit6Bit5Bit7Bit3Bit2Bit1Bit080H81HCH10秒秒82H83H10分分84H85H12/EQ\*jc0\*"Font:宋體"\*hps8\o\ad(\s\up9(——),24)010時(shí)時(shí)EQ\*jc0\*"Font:TimesNewRoman"\*hps12\o\ad(\s\up11(——),AM)/PM86H87H0010日日88H89H00010月月8AH8BH00000星期8CH8DH10年年8EH8FHWP0000000此外，DS1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。系統(tǒng)溫度傳感器采用DS18B20復(fù)線數(shù)字溫度傳感器。溫度傳感器實(shí)用于3-5伏電壓（與單片機(jī)的5伏電源相仿）這個(gè)電壓剛好可以解決電源的問題?？蓽y量的溫度范圍為“551+125攝氏度”（完全知足系統(tǒng)請求）這不僅可以解決發(fā)熱的問題導(dǎo)致的線路燒壞，還可以對于才時(shí)間的工作而產(chǎn)生的發(fā)熱問題進(jìn)行很好的解決。此外，它只需要一條總線舉行信息交換，即只必要一個(gè)單片機(jī)的I/O端口，基本上不必要外部原件，線路非常簡單對于操作就更加輕松。圖3-6DS18B20芯片封裝DS18B20的管腳配置和內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。(1)DQ為單數(shù)據(jù)總線，是數(shù)字信號(hào)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(shí)接地）。圖3-7內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（1）光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。（2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位。12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度。DS18B20的工作時(shí)序如下：（1）復(fù)位時(shí)序圖圖3-8復(fù)位時(shí)序圖（2）讀時(shí)序圖圖3-9讀時(shí)序圖（3）寫時(shí)序圖圖3-10寫時(shí)序圖（4）工作時(shí)序1）總線時(shí)序圖3-11總線時(shí)序2）寫周期時(shí)序圖3-12寫周期時(shí)序3）起始/停止時(shí)序圖3-13起始/停止時(shí)序4）應(yīng)答時(shí)序圖3-14應(yīng)答時(shí)序5）立即地址讀時(shí)序圖3-15立即地址讀時(shí)序系統(tǒng)采用12864液晶顯示模塊，顯示日歷中的年份、日、周、時(shí)間信息。采用5伏的電壓驅(qū)動(dòng)的LCD模塊，背光度和對比度可以根據(jù)使用者的喜好任意調(diào)整。12864液晶顯示模塊自帶的復(fù)位電路擁有80B顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM、1605×7點(diǎn)陣字符發(fā)生器CURAM、8個(gè)用戶自定義5×7點(diǎn)陣字符發(fā)生器CURAM和外部CPU。接口采用并行或串行控制方式。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)首要是系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)首要搜羅執(zhí)行軟件（完成百般功能）和監(jiān)控軟件（按鍵）的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用C語言編程難點(diǎn)，系統(tǒng)分為兩部分，主程序和子程序，子程序首要為時(shí)鐘系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)。首先當(dāng)系統(tǒng)通電時(shí)，第一步是初始化，第二步設(shè)置顯示模式，初始化第二顯示，然后打開總中斷。單片機(jī)入手調(diào)用LED顯示子程序、按鍵子程序、DS1302子程序、DS18B20子程序、鬧鐘子程序、溫控子程序，延時(shí)后返回程序入手下手循環(huán)。圖4-1主程序流程圖DS18B20是一種復(fù)線設(shè)備，在一根數(shù)據(jù)線達(dá)成雙向數(shù)據(jù)傳輸。但是51單片機(jī)不支持復(fù)線傳輸，所以在操作DS18B20時(shí)必要遵照必要的規(guī)則。在復(fù)線DQ上，有幾種信號(hào)類型，如復(fù)位脈沖、響應(yīng)脈沖、寫“0”、寫“1”、讀“0”和讀“1”。除了響應(yīng)脈沖，它們都是由主機(jī)孕育發(fā)生的，而數(shù)據(jù)位的讀寫是由讀寫準(zhǔn)時(shí)孕育發(fā)生的。寫入順序是經(jīng)過議定將數(shù)據(jù)行從高級(jí)別拉到低級(jí)別來生成的。計(jì)時(shí)有兩種類型：寫入“0”和寫入“1”。全部寫入順序必須在60us以上，每個(gè)寫入順序必須保證lus的最短響應(yīng)時(shí)間。在DQ線變低后，DS18B20在1560us窗口中采樣DQ。倘使它是高水平的，它會(huì)寫“L”。當(dāng)DQ被拉到一個(gè)較低的水平和至少60us時(shí)，寫“0”。讀取順序是經(jīng)過議定將數(shù)據(jù)線從高級(jí)別拉到低級(jí)別來生成的。計(jì)時(shí)有兩種類型：讀取“0”和寫入“0”。與寫入順序一樣，全部讀取順序應(yīng)至少保持60us，并且必須保證它們之間1us的恢復(fù)時(shí)間。在15us中，倘使DQ引腳設(shè)置為低電平，并且輸出數(shù)據(jù)在讀取序列中有效，則當(dāng)DQ引腳被拉到高電平時(shí)，讀取“1”并讀取“0”。溫度采集子程序流程圖如圖所示。圖4-2溫度采集主程序流程圖鬧鐘子程序是不斷用時(shí)鐘的分和時(shí)與設(shè)定的分和時(shí)舉行比較，當(dāng)知足相等條件時(shí)，鬧鐘啟動(dòng)，響鈴10分鐘，當(dāng)復(fù)位鍵、模式鍵、加一鍵這三個(gè)鍵中有任一個(gè)鍵按下，或不知足相等條件時(shí)，鬧鐘不啟動(dòng)。對于取消和稍后再次提醒有很重要的意義，如果鬧鐘響起的時(shí)候我們沒有按下復(fù)位鍵，他會(huì)在十分鐘后再次提醒我們，知道循環(huán)幾次之后鬧鐘就會(huì)自動(dòng)按下復(fù)位鍵。該程序首要達(dá)成對DS1302的充電和寫保護(hù)，以及對年、月、日、時(shí)、年級(jí)的讀寫操作。DS1302有12個(gè)寄存器，此中7個(gè)與時(shí)鐘和日歷相關(guān)。寫入時(shí)鐘、日歷寄存器或片內(nèi)RAM時(shí)WP=0，讀取時(shí)WP=1。全充電寄存器的TCL位是控制慢充電的選擇。惟有當(dāng)TCS=1010時(shí)，才能入手下手遲緩充電。讀寫DS1302寫寄存器時(shí)，應(yīng)先簡略寫保護(hù)寄存器的“阻攔”狀態(tài)。在多字節(jié)模式下操作時(shí)，必須寫入8個(gè)字節(jié)。子程序首要由兩個(gè)判斷語句構(gòu)成。當(dāng)按下溫度控制按鈕，當(dāng)下溫度低于設(shè)定的最低溫度或高于設(shè)定的最高溫度時(shí)，警報(bào)將啟動(dòng)。這很好的解決了人體感覺的不足時(shí)時(shí)顯示出當(dāng)前的溫度情況。數(shù)碼管顯示程序相對簡單，采用74LS164驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管即可顯示電路。您必要即將顯示的數(shù)字編碼成相應(yīng)的BCD碼，并慢慢發(fā)送到74LS164的A和B串行輸入終端。數(shù)碼管顯示合格。本設(shè)計(jì)所用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示是由位線選擇控制的，哪個(gè)數(shù)碼管是有效的，有效的數(shù)碼管是點(diǎn)亮的。陰歷程序的設(shè)計(jì)，由于運(yùn)用用了時(shí)鐘芯片，使陰歷程序可以從寄存器、周、月、日、小時(shí)、分鐘、秒等數(shù)據(jù)中讀取，然后可以通過處理數(shù)據(jù)完成對應(yīng)要求。在第一次操作該設(shè)備之前，一定要對其進(jìn)行再處理，之后再從所述轉(zhuǎn)接單元讀出，而后解決完成并發(fā)送到顯示緩沖單元。用三個(gè)調(diào)整按鍵調(diào)整時(shí)間，一個(gè)看成一個(gè)移位，一個(gè)看成一個(gè)控制，一個(gè)看成一個(gè)附加，一個(gè)作為一個(gè)出口調(diào)整和警報(bào)開關(guān)。我們稱之為控制開關(guān)、添加開關(guān)、退出開關(guān)。時(shí)間調(diào)整程序的設(shè)計(jì)，在調(diào)整時(shí)間的過程中，要調(diào)整的位特與其他的位不同，因此增加了一閃一閃的功能，即調(diào)整后的位繼續(xù)閃著，直到下一位被調(diào)整。其原理是每隔一段時(shí)間讓被調(diào)整的位關(guān)閉一次，譬喻，50ms，計(jì)時(shí)器定時(shí)，當(dāng)達(dá)到溢出時(shí)，發(fā)送位元，在下一次溢出時(shí)，將正常顯示的值發(fā)送到位調(diào)整結(jié)束為止。此時(shí)，將正常的顯示值發(fā)送給位，然后根據(jù)陰歷的日期計(jì)算下一位調(diào)整程序的陰歷程序的實(shí)現(xiàn)。一個(gè)月有30天或31天，但是其中2月不一樣有的年份是28天，有的年份是29天，所以我們可以根據(jù)這些來推算出閏年和閏月。農(nóng)歷有12個(gè)月或13個(gè)月，包括閏月、30天或每月29天。如果你把一個(gè)29天的月稱為一個(gè)小月，一個(gè)作為一個(gè)標(biāo)志，一個(gè)30天的一個(gè)月作為一個(gè)大月份，一個(gè)U作為一個(gè)符號(hào)，12位二進(jìn)制可以代表一年和12個(gè)月的大小。倘使有一個(gè)閏月，則認(rèn)為閏月的月份比一個(gè)字節(jié)高4位，低4位以表現(xiàn)為閏月的大小，U表示大月份，1表示小月份，因此一個(gè)字節(jié)包含閏月的全部信息。調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試首要是檢查硬件“電路能否有短路、開路、假照焊接等DS1302硬件電路能否異常簡單，惟有”三線連接到單片機(jī)上，很便當(dāng)檢測，首要是檢查其插腳，如“晶體振蕩器和電源能否連接良好”。d.此外，硬件不妨經(jīng)過議定軟件舉行調(diào)試。例如，為了測試顯示電路的連接能否正確，不妨編寫一個(gè)簡單的顯示程序來測試它。接下來，我們不妨調(diào)試軟件。我們不妨編寫準(zhǔn)時(shí)和讀寫程序，顯示僅包含DS1302的程序，以測試DS1302能否尋常工作。末了調(diào)試時(shí)的調(diào)整程序和日歷計(jì)算程序。液晶顯示器的亮度可經(jīng)過議定調(diào)節(jié)10k電位計(jì)R4來調(diào)節(jié)。調(diào)整到適當(dāng)?shù)牧炼群?，按控制按鈕，光標(biāo)將從日歷年閃灼，進(jìn)入設(shè)置調(diào)整狀態(tài)。此時(shí)按加號(hào)按鈕，可更改刻下號(hào)碼。按一次，將數(shù)字添加到1；“倘使按長，則連續(xù)添加數(shù)字。此時(shí)，調(diào)整后的位閃灼，直到它“再次經(jīng)過議定光標(biāo)移動(dòng)控制位，光標(biāo)跳到下一個(gè)位閃灼。調(diào)整順序?yàn)椋号f歷年、月、日、舊歷年、月、日、時(shí)、分、秒、報(bào)警時(shí)間、分。全部參數(shù)調(diào)整完成后，按退出按鈕，光標(biāo)停止閃灼，退出設(shè)定調(diào)整狀態(tài)。當(dāng)再次按下此按鈕時(shí)，警鈴顯示“開”。第三次按下此按鈕時(shí)，警鈴顯示“關(guān)閉”。倘使刻下月份是閏月，屏幕左下角將顯示“閏月”，倘使不是閏月，則不顯示。KeilUvision4是一個(gè)集成的51臺(tái)單片機(jī)開發(fā)環(huán)境，搜羅強(qiáng)大的編輯器和調(diào)試程序。用戶不妨在編輯器中編輯程序代碼。編輯后，他們不妨調(diào)試代碼，以利便用戶快速檢查和修改程序。該軟件還擁有代碼覆蓋、歷史追蹤、操作簡單、可擴(kuò)展性強(qiáng)等功能。這是一個(gè)基于窗口的軟件開發(fā)環(huán)境，它集成了編輯、編譯和項(xiàng)目管理。它集成了C語言編譯器、宏編譯器、鏈接/位置和十六進(jìn)制文件生成器。在運(yùn)用中，首先必要建立一個(gè)新的項(xiàng)目，建立和編輯源文件，編譯和調(diào)試項(xiàng)目，生成調(diào)試中沒有錯(cuò)誤的目標(biāo)文件，并將目標(biāo)文件下載到程序內(nèi)存中。檢測程序能否能達(dá)到預(yù)期效果，倘使不能達(dá)到預(yù)期效果，則對程序舉行分析和修改，直到達(dá)成所需的系統(tǒng)功能。測試表明程序調(diào)試正確，十六進(jìn)制文件生成成功。十六進(jìn)制文件不妨經(jīng)過議定程序下載器燒入單片機(jī)，硬件電路不妨焊接。六、結(jié)論本設(shè)計(jì)的硬件電路簡單，所用器件少。電路采用AT89S51單片機(jī)、DS1302時(shí)鐘芯片、24C02閃存、12864液晶顯示器等首要芯片達(dá)成預(yù)期功能。在充實(shí)相識(shí)芯片管腳的功能和用途后，按照