嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計報告材料

1、湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院課程設(shè)計報告書題目: 基于ARM的數(shù)字式萬年歷課程：嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)班級：03114411學(xué)號:031441119學(xué)生姓名：田紫龍指導(dǎo)教師：易金橋2017 年 6 月 20 日信息工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)號031441119學(xué)生姓名田紫龍專業(yè)（班級）0314411設(shè)計題目基于ARM的數(shù)字式萬年歷設(shè) 計 技 術(shù) 參 數(shù)1. 能測量溫度并且實時顯示；2. 具有時間顯示功能，能夠顯示年月日，時分秒，并且可以手動調(diào)節(jié)時間。3. 具有12小時制和24小時制切換功能。設(shè) 計 要 求對年、月、日、時、分、秒進(jìn)行計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能。溫度米集選用DS

2、18B20芯片，萬年歷米用直觀的數(shù)字顯示，數(shù)據(jù)顯示米用1602液晶顯示模塊，可以在LCD1602上同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒，還具有時間校準(zhǔn)整點燈光提醒等功能。制作仿真和實物。參 考 資 料1 蘇平單片機的原理與接口技術(shù)M.北京:電子工業(yè)出版社，2006,1-113.2 王忠民微型計算機原理M.西安灑安科技大學(xué)出版社，2003,15-55.3 左金生.電子與模擬電子技術(shù)M.北京:電子工業(yè)出版社，2004,105-131.4 新編單片機原理與應(yīng)用（第二版）.西安電子科技大學(xué)出版社，2007.25 張萌.單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)綜合實例M.北京：清華大學(xué)出版社，2007.76 朱思榮.51單片

3、機實現(xiàn)公歷與農(nóng)歷、星期的轉(zhuǎn)換Z.當(dāng)當(dāng)電子網(wǎng)7 李廣弟.單片機原理及應(yīng)用M北京航空航天大學(xué)出版社,2004年8 王越明.電子萬年歷的設(shè)計J.黑龍江科技信息，2004年2017 年 6 月 20 日學(xué)生姓名：田紫龍學(xué)號：031441119 專業(yè)（班級）：0314411課程設(shè)計題目：基于ARM的數(shù)字式萬年歷成績：指導(dǎo)教師：易金橋2017年6月20日信息工程學(xué)院課程設(shè)計成績評定表摘要本文介紹了基于 STC89C52 單片機的多功能電子萬年歷的硬件結(jié)構(gòu)和軟硬件設(shè)計方法。 本設(shè)計由數(shù)據(jù)顯示模塊、 溫度采集模塊、 時間處理模塊和調(diào)整 設(shè)置模塊四個模塊組成。系統(tǒng)以 STC89C52 單片機為控制器，以串行時鐘

4、日 歷芯片 DS1302 記錄日歷和時間，它可以對年、月、日、時、分、秒進(jìn)行計 時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能。溫度采集選用 DS18B20 芯片，萬年歷采用 直觀的數(shù)字顯示，數(shù)據(jù)顯示采用 1602 液晶顯示模塊，可以在 LCD1602 上同 時顯示年、 月、日、周日、時、分、秒，還具有時間校準(zhǔn)整點燈光提醒等功能。 此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu) 點，具有廣闊的市場前景。關(guān)鍵詞：單片機 ,時鐘芯片 , 溫度傳感器 , 1602 液晶顯示器目錄1任務(wù)提出與方案論證 .31.1 單片機芯片設(shè)計與論證 3.方案1 :采用51系列單片機作為系統(tǒng)控制器 .3.方案2

5、:采用fpga單片機作為系統(tǒng)的控制器4.1.2按鍵控制模塊設(shè)計與論證 4.1.3 時鐘模塊設(shè)計與論證 4.方案二：采用 DS1302為計時時鐘芯片 4.方案三：采用 DS12C887為計時時鐘芯片 4.1.4 溫度采集模塊設(shè)計與論證 5.1.5 顯示模塊模塊設(shè)計與論證 5.2總體設(shè)計6.3.1 STC89C52 單片機6.最小系統(tǒng)設(shè)計8.時鐘電路9.復(fù)位電路9.3.2時鐘芯片DS1302接口設(shè)計與性能分析 1.03.2.1 DS1302 性能簡介1.0.3.2.2 DS1302 接口電路設(shè)計 1.1.3.3溫度芯片DS18B20接口設(shè)計與性能分析 1.33.3.1 DS18B20 性能簡介1.

6、3.1. DS18B20 的主要特性.1.3.接口電路設(shè)計.1.5.3.4LCD 顯示模塊.1.6.3.4.1 LCD1602的特性及使用說明 1.6.3.4.2 LCD1602與 MCU的接口電路.1.7.3.5按鍵模塊設(shè)計.1.8.3詳細(xì)設(shè)計及仿真1.9.3.1 proteus 仿真19.3.2主程序流程圖的設(shè)計21.4總結(jié)2.3.參考文獻(xiàn)24.1任務(wù)提出與方案論證單片機電子萬年歷的制作有多種方法，可供選擇的器件和運用的技術(shù)也有很多種。 所以，系統(tǒng)的總體設(shè)計方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)功能的前提下，充分考慮系統(tǒng)使用的環(huán)境， 所選的結(jié)構(gòu)要簡單使用、易于實現(xiàn)，器件的選用著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較 低

7、的功耗以及低廉的成本。按照系統(tǒng)設(shè)計的要求，初步確定系統(tǒng)由電源模塊、時鐘模塊、顯示模塊、鍵盤接 口模塊、溫度測量模塊和鬧鐘模塊共六個模塊組成，電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1所示圖1硬件電路框圖1.1單片機芯片設(shè)計與論證方案1 :采用51系列單片機作為系統(tǒng)控制器單片機算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制。由于其功耗低、體積較小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點，在各個領(lǐng)域應(yīng)用 廣泛。而且抗干擾性能好。方案2 :采用fpga單片機作為系統(tǒng)的控制器因51單片機價格比fpga低得多，且本設(shè)計不需要很高的處理速度，從經(jīng)濟(jì)和方便使用角度考慮，本設(shè)計選擇了方案1。1.2按鍵控制模塊設(shè)計與論

8、證方案一：采用矩陣鍵盤，由于按鍵多可實現(xiàn)數(shù)值的直接鍵入，但在系統(tǒng)中需要CPU不間斷的對其端口掃描。方案二：采用獨立按鍵，查詢簡單，程序處理簡單 ，可節(jié)省CPU資源。因系統(tǒng)中所需按鍵不多，為了釋放更多的 CPU占有時間，操作方便，故采用方 案二。1.3時鐘模塊設(shè)計與論證方案一：直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星 期、時、分、秒計數(shù)。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的 時間誤差較大。方案二：采用DS1302為計時時鐘芯片該芯片是串行電路，與單片機接口簡單， 但需另備電池和32.768kHz晶振，因焊 接工藝和晶振質(zhì)量等原因會導(dǎo)致精度降低。方案三：采用

9、DS12C887為計時時鐘芯片該芯片與單片機采用8位并口通信，傳遞信息速度快。自帶有鋰電池和晶振，外 部掉電后，其內(nèi)部時間信息還能夠保持 10年之久，因電路被封裝在一起，可以保證 很高的精度和抗干擾能力。而且芯片功能豐富，可以通過內(nèi)部寄存器設(shè)置鬧鐘，并產(chǎn) 生鬧鐘中斷由于DS1302時鐘芯片計數(shù)時間精度高，而且具有閏年補償功能且價格經(jīng)濟(jì)實 惠等優(yōu)點，故采用方案二。1.4溫度采集模塊設(shè)計與論證方案一：采用溫度傳感器（如熱敏電阻或 AD590 ），再經(jīng)AD轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信 號，精度較準(zhǔn)，但價格昂貴，電路較復(fù)雜。方案二：采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，它能直接讀出被測溫度，并且可根 據(jù)實際要求通過

10、簡單的編程實現(xiàn) 9-12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，但準(zhǔn)確度不高，誤差最 大達(dá)2度。因為用DS18B20溫度芯片，采用單總線訪問，降低成本、降低制作難度且可節(jié) 省單片機資源，故采用方案二。1.5顯示模塊模塊設(shè)計與論證方案一：采用靜態(tài)顯示方法，靜態(tài)顯示模塊的硬件制作較復(fù)雜及功耗大， 要用到 多個移位寄存器，但不占用端口，只需兩根串口線輸出。方案二：采用動態(tài)顯示方法，動態(tài)顯示模塊的硬件制作簡單，段掃描和位掃描各 占用一個端口，總需占用單片機14個端口，采用間斷掃描法功耗小、硬件成本低及 整個硬件系統(tǒng)體積相對減小。方案三:采用LCD的方法，具有硬件制作簡單可直接與單片機接口 ，顯示內(nèi)容多，功 耗小,成本低等

11、優(yōu)點丄CM1602可顯示32個字符，采用LCD的缺點是亮度不夠。比較以上三種方案：方案一硬件復(fù)雜體積大、功耗大；方案二硬件簡單、功耗?。?方案三硬件簡單，顯示內(nèi)容多，功耗小，成本低等。本系統(tǒng)設(shè)計要求達(dá)到功耗小、體積 小、成本低，顯示信息多等要求，權(quán)衡三種方案，選擇方案三。2總體設(shè)計根據(jù)上述所確定的系統(tǒng)方案構(gòu)想，下面進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路的具體設(shè)計，系統(tǒng)的具 體設(shè)計在下面會詳細(xì)介紹。3.1 STC89C52 單片機單片微型計算機是隨著微型計算機的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的。自從1975年美國德克薩斯儀器公司的第一臺單片微型計算機（簡稱單片機）TMS-1000問世以來，迄今為止，單片機技術(shù)已成為計算機技術(shù)的一個

12、獨特分支，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，特別是在工業(yè)控制中經(jīng)常遇到對某些物理量進(jìn)行定時采樣與控制的問題，在儀器儀表智能化中也扮演著極其重要的角色。單片機是在集成電路芯片上集成了各種元件的微型計算機，這些元件包括中央處 理器CPU、數(shù)據(jù)存儲器RAM、程序存儲器ROM、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時鐘部 件的集成和I/O接口電路。由于單片機具有體積小、價格低、可靠性高、開發(fā)應(yīng)用方 便等特點，因此在現(xiàn)代電子技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，在智能儀表中單片機是應(yīng) 用最多、最活躍的領(lǐng)域之一。在控制領(lǐng)域中，現(xiàn)如今人們更注意計算機的底成本、小 體積、運行的可靠性和控制的靈活性。在各類儀器、儀表中引入單片機，使儀器儀

13、表 智能化，提高測試的自動化程度和精度，提高計算機的運算速度，簡化儀器儀表的硬 件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比。單片機主要特點：(1 )有優(yōu)異的性能價格比。(2 )集成度咼、體積小、有很咼的可靠性。單片機把各功能部件集成在一塊芯 片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性和 抗干擾能力。另外，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境 下工作。(3) 控制功能強。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中均有極 豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O 口的邏輯操作以及位處理功能。單片機的邏輯控制功能及運行 速度均高于同一檔次的微機。(4) 低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜

14、式產(chǎn)品。(5) 外部總線增加了 I2C (Inter-Integrated Circuit )及 SPI(Serial Peripheral In terface)等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。(6 )單片機的系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系 統(tǒng)。優(yōu)異的性能價格比。1 )集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性與抗干擾能力。另外，其體積小，對于強磁場環(huán) 境易于采取屏蔽措施，適合于在惡劣環(huán)境下工作。此外，程序多采取固化形式也可以提高可靠性。2)控制功能強。為了滿

15、足工業(yè)控制要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的 微機51單片機引腳圖如下:23456789101112 Y141516 o17 o18 '19201P10VCCP11P00P12P01P13P02P14P03P15P04P16P05P17P06RESETP07P30/RXDEA/VPP31 /TXDALE/P"P32/INT0PSENP33/INT1P27P34/T0P26P35/T1P25P36W RP24P37/RDP23X2P22X1P21GNDP20U1403938 &quo

16、t;7 63534333231302827262524232221圖25STjC89C52單片機引腳圖最小系統(tǒng)設(shè)計最小系統(tǒng)包括單片機及其所需的必要的電源、時鐘、復(fù)位等部件，能使單片機始終處于正常的運行狀態(tài)。電源、時鐘等電路是使單片機能運行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，通過對其進(jìn)行存儲器擴展、A/D擴展等，使單片機完成較復(fù)雜的功能。STC89C52是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡 單、可靠。用STC89C52單片機構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機接上時鐘電路和 復(fù)位電路即可，結(jié)構(gòu)如圖2所示，由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小 型的控

17、制單元。圖3單片機最小系統(tǒng)原理框圖時鐘電路STC89C52單片機的時鐘信號通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時鐘方式，二是外部時鐘方式。內(nèi)部時鐘方式如圖 3所示。在STC89C52單片機內(nèi)部有一振蕩電路， 只要在單片機的XTAL1(18)和XTAL2(19)引腳外接石英晶體(簡稱晶振)，就構(gòu)成了自 激振蕩器并在單片機內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。圖中電容C1和C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在530pF，典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率范圍在1.212MHz 間選擇，典型值為12MHz 和6MHz。圖4 STC89C5M內(nèi)部時鐘電路復(fù)位電路當(dāng)在STC89C52單片機的RST引腳引入高電平并保持2

18、個機器周期時，單片機 內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作(若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài))。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡單的上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充放電 來實現(xiàn)的。只要Vcc的上升時間不超過1ms,就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。本設(shè)計就是用的按鍵手動復(fù)位。 按 鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過 RST(9)端與電源Vcc 接通而實現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位電路見圖4。時鐘頻率用11.0592MHZ 時C取10uF,R 取 10k QoVCCS410uF R11 0k圖5 STC89C52

19、復(fù)位電路3.2時鐘芯片DS1302接口設(shè)計與性能分析3.2.1 DS1302 性能簡介DS1302是Dallas公司生產(chǎn)的一種實時時鐘芯片。它通過串行方式與單片機進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳送，能夠向單片機提供包括秒、分、時、日、月、年等在內(nèi)的實時時間信息， 并可對月末日期、閏年天數(shù)自動進(jìn)行調(diào)整；它還擁有用于主電源和備份電源的雙電源 引腳，在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。另外，它還能提供31字節(jié)的用于高速數(shù)據(jù)暫存的RAM oDS1302時鐘芯片內(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

20、統(tǒng)RST引腳驅(qū)動至高電平，然后在SCLK時鐘脈沖的作用下，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,其與單片機之間的數(shù)據(jù)傳送是十分容易實現(xiàn)的， DS1302的引腳排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2:DS1302引腳說明：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串行時鐘端口VCC1慢速充電引腳VCC2電源引腳Vcc3X1X2GNDDS13O2S PIN DIP <300 MIL)圖6 DS1302管腳圖3.2.2 DS1302接口電路設(shè)計1時鐘芯片DS1302的接口

21、電路及工作原理：VCCU212BT1VCC2VCC1X1SCLKX210GNDRSTDS1302-_Y2 2132.7683 丁廠L8I7P1廠I 6P15 3V 5pi6圖7 DS1302與MCU接口電路圖6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， VCC2 給 DS1302 供電

22、。當(dāng) VCC2 小于 VCC1 時，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，若對時間進(jìn)行讀/寫時，CK=0，對程序進(jìn)行讀/寫時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，該位為1 ；進(jìn)行寫操作時， 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、時間 寄存器內(nèi)容：“ CH ”是時鐘暫停標(biāo)志位

23、，當(dāng)該位為1時，時鐘振蕩器停止，DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為 0時，時鐘開始運行?！癢P ”是寫保護(hù)位，在任何的對 時鐘和RAM的寫操作之前，“ WP ”必須為0。當(dāng)“ WP ”為1時，寫保護(hù)位防止對 任一寄存器的寫操作。2、DS1302的控制字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1 DS1302的控制字格式1RAM

24、/A4A3A2A1A0RD/W3.3溫度芯片DS18B20接口設(shè)計與性能分析性能簡介1.DS18B20的主要特性DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要 求通過簡單的編程實現(xiàn)9-12位的數(shù)字值讀數(shù)方式?，F(xiàn)場溫度直接以"一線總線"的數(shù) 字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán) 境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。其性能特點可歸納如下：1. 獨特

25、的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信；2. 測溫范圍在-55 C到125 C,分辨率最大可達(dá)0.0625 C；3. 采用了 3線制與單片機相連，減少了外部硬件電路；4. 零待機功耗；5. 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍在 3.0V-5.5V ;6. 用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置；7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；8負(fù)電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱燒毀，只是不能正常工作。2.DS18B20工作原理DS18B20的讀寫時序和測溫原理與 DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因 分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由2s減為750ms。DS18B20測

26、溫原 理如圖5所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的 信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55 C所對應(yīng)的一 個基數(shù)值。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時，溫度寄存器的值將加1,計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器 1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù) 到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖5中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1

27、的預(yù)置值。圖8 DS18B20測溫原3.3.2 DS18B20接口電路設(shè)計如6圖所示，該系統(tǒng)中采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，具有測量精度高，電路連接簡單特點，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，用P3.7與DS18B20 的DQ 口連接，Vcc接電源，GND接地。DS18B20的工作電流約為1mA，VCC般為5V，則電阻R=5V/1mA=5K Q,目前用的電阻一般不是可調(diào)電阻，只是固定阻值，市場上有的就那么幾個型號。其中 DS18B20接有電源，則需要一個上拉即可穩(wěn)定的工作。這個電阻通常比較大，我們選擇10K電阻的來起到上拉作用，使之為高電平，使后續(xù)電路保護(hù)U3ds 18b20)2

28、3 R510k圖9溫度傳感器DS18B20接口3.4 LCD顯示模塊341 LCD1602 的特性及使用說明1LCD1602的接口信號說明如表 3表 3 LCD1602的接口信號編號引腳符號功能說明編號引腳符號功能說明1VSS電源地9D2DATA I/O2VDD電源正極10D3DATA I/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4DATA I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端12D5DATA I/O（H/L）5R/W讀/寫選擇端（H/L）13D6DATA I/O6E使能信號14D7DATA I/O7D0DATA I/O15BLA背光正極8D1DATA I/O16BLK背光負(fù)極2基本操作時序如下:1 ）讀狀態(tài)：

29、RS=L，RW=H，E=H2 ）寫指令：RS=L, RW=L , D0D7=指令碼，E=高脈沖3 ）讀數(shù)據(jù)：RS=H , RW=H , E=H4 ）寫數(shù)據(jù)：RS=H , RW=L , D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖3初始化設(shè)置1）顯示模式設(shè)置如表5 :表4顯示模式設(shè)置指令碼功能00111000 設(shè)置16*2顯示，5*7點陣，8位數(shù)據(jù)接口2）顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置如表6 : 表7顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置指令碼功能00001 D C B D=1開顯示；D=0關(guān)顯示C=1顯示光標(biāo)；C=0不顯示光標(biāo)B=1光標(biāo)閃爍；B=0光標(biāo)不顯示 000001 N S N=1當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加一，且光標(biāo)加一N=0當(dāng)讀

30、或?qū)懸粋€字符后地址指針減一，且光標(biāo)減一S=1當(dāng)寫一個字符，整屏顯示左移（N=1）3.4.2 LCD1602 與 MCU 的接口電路LCD的D0D7分別接單片機的的P0 口，作為數(shù)據(jù)線，因為P0 口內(nèi)部沒有上 拉電阻，所以外部另外加上4.7K的上拉電阻；P2.5 P2.7分別接LCD的RS、RW、 E三個控制管腳；RV1用來調(diào)節(jié)LCD的顯示灰度；BLK、BLA為背光的陰極和陽極， 接上相應(yīng)電平即點亮背光燈。如圖18D1J皆 IiKLq圖10顯示電路其中1602的第3腳接10K與1.5K的串聯(lián)電阻起到分壓作用，能夠調(diào)節(jié)第一行與第二行亮度對比。第16接個三極管的作用放大，是為了能夠讓液晶顯示器的背光

31、燈亮 起，從而在夜間也能觀看萬年歷3.5按鍵模塊設(shè)計本系統(tǒng)用到了 4個按鍵，其中一個用作系統(tǒng)手動復(fù)位，另外 4個采用獨立按鍵,該種接法查詢簡單，程序處理簡單，可節(jié)省CPU資源，按鍵電路如圖19所示，4個P32P33P34獨立按鍵分別與STC89C52的P3.0、Pg?、P3.2、噸接口相連。OO-S3圖11按鍵電路對以上4個按鍵作簡要說明：K1 SET鍵，K2 UP鍵，K3 DOWN鍵，K4 OUT/STOP 鍵。SET鍵：按下SET鍵進(jìn)入時間校準(zhǔn)狀態(tài)，按一下進(jìn)入秒調(diào)整，兩下分調(diào)整，依此類推可進(jìn)行各年月日，時分秒以及星期的校準(zhǔn)；UP鍵：當(dāng)SET鍵按下時，UP進(jìn)行SET選定項（如：小時）的加操作

32、；DOWN 鍵：當(dāng)SET 鍵按下時，DOWN進(jìn)行SET選定項（如：小時）的減操作；OUT鍵：當(dāng)OUT鍵按 下時，此鍵功能為退出校準(zhǔn)功能，進(jìn)入下一模式，顯示溫度值和上下限的溫度值。3詳細(xì)設(shè)計及仿真電子萬年歷的功能是在程序控制下實現(xiàn)的。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計方法與硬件設(shè)計相 對應(yīng)，按整體功能分成多個不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計、編程和調(diào)試，最后通過 主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強了程序的可移植性。 本系統(tǒng)的軟件部分主要要進(jìn)行公歷計算程序設(shè)計，溫度測量程序設(shè)計，按鍵的掃描輸入等。程序開始運行后首先要進(jìn)行初始化， 把單片機的各引腳的狀態(tài)按程序里面的初 始化命令進(jìn)行初始化，初始化完

33、成后運行溫度測量程序，讀取出溫度傳感器測量出來 的溫度，然后運行公歷計算程序，得到公歷的時間、日期信息。3.1 proteus 仿真運用proteus軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，具體粘土如下圖所示:I cmIH 涯 3S535BEq口 X1-lEKTiHc?411 rr-0I悄 ATM I”2：C31RF1寧 VtX-1VGC?2EZ;?LJiT3：E： TlIR3詢1 用2痢】RaulUH R£仙 <1*2 >411 Pl 陀- iP213 r.小- 円 IM1IPlHMIi %! ' - I *麗1 悶 aSSH PlL-vri - pavri 和謹(jǐn)Fa聽麗sn”«a圖12系統(tǒng)仿真圖將代碼燒錄到51單片機中，可以觀察到時間以及溫度，還有溫馨小提示，具體如系統(tǒng)仿真運行圖：LC01g乩2017/M/22 M*<5> ie：43：2fl 19,0*CRsrP2MP2AM勺匸打1芒刊呂"P15常時K1器KJLilUCiR3.7-AIDJ且E n:«LK i-.即匚F5T saltME mH3S13C3P = EHPIJ?PL1 pi a pi i