智能时钟日历温度计.docx

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智能时钟日历温度计

毕业设计说明书

题目：

智能时钟日历温度　

计的设计　

院（系）：

专业：

学生姓名：

学号：

指导教师：

职称：

摘　　要

目前温度计的发展很快,从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。

随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。

由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器。

本文设计一个智能时钟日历温度计，要求既能掌握时间又能了解天气温度的变化，方便又适用的智能时钟日历温度计是以单片机（AT89C51）为核心，使用温度采集芯片DS18B20来对当时室温进行采集，通过液晶屏TS1602-1来显示，DS12C887时钟芯片来读取时间。

时钟芯片需要初始化进行启动，设置初值后不用再反复设置，并且可以准确显示年、月、日、时、分、秒，少于31天的月份自动地调整，包括闰年补偿，还可以设置闹铃并通过蜂鸣器鸣报来提示，电路安装四个按键来控制温度及时间的修改，通过选择键分别对要修改的值进行修改，也可以修改设置闹铃等。

所选用的芯片DS12C887具有功耗低、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛应用于各种需要较高精确度的实时时钟场合中。

芯片DS18B20测量温度范围广，能达到－55℃～＋125℃，分辨率高，可实现高精度测温，因此对周围温度较敏感能准确采集温度。

关键词：

单片机AT89C51；温度采集芯片DS18B20；液晶屏TS1602-1；蜂鸣器

Abstract

Atpresentthethermometerhasdevelopedveryrapidly,fromtheoriginalglasstubethermometertothedevelopmentofthecurrentheatresistancethermometers,thermocouplethermometers,digitalthermometers,electronicthermometers,andsoon.Withthedevelopmentofscienceandtechnologyandtheneedsofmodernindustrialtechnology,temperaturemeasurementtechnologyisconstantlyimprovingandimproving.Asmoreandmorewidetemperaturerange,accordingtodifferentrequirements,andcreatedifferentneedsforthethermometer.

Inthispaper,thedesignofasmartclockcalendarthermometerforbothtrackoftimewhiletheweatherchangesintemperature,convenientandapplicationofsmartclockthermometeronthecalendarSCM（AT89C51）asthecore,theuseoftemperaturetotheacquisitionchipDS18B20wascarriedoutatroomtemperatureAcquisitionthroughTS1602-1LCDscreentodisplay,DS12C887timeclockchiptoread.ClockChipneedtoinitializeastart,setupaftertheinitialdonothavetorepeatedlysetupandcanaccuratelydisplayyear,month,day,real-timeclock,lessthan31daysofthemonthautomaticallyadjusted,includingleapyearcompensation,butalsocansetthealarmAndthroughbuzzer-mingwastosuggestthatcircuitinstallationoffourkeystocontrolthetemperatureandtimechanges,respectively,throughtheselectionkeytoamendthevalueoftherevisioncanalsomodifysettings,suchasanalarm.

DS12C887selectedchipswithlowpowerconsumption,theexternalsimpleinterface,highprecision,stableandreliableworkoftheadvantagesthatcanbewidelyappliedtotheneedsofhighaccuracyofreal-timeclockoccasions.DS18B20chipmeasuringawiderangeoftemperaturecanreach-55℃~+125℃,highresolution,high-precisiontemperaturemeasurementcanberealizedandthereforemoresensitivetotheambienttemperaturecancollectaccuratetemperature.

Keywords:

SCMAT89C51；temperatureacquisitionchipDS18B20；LCDTS1602-1；buzzer

目　　　录

引言

在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路的设计和软件的设计，让单片机得到了广泛的应用，几乎是从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用。

单片机在生产生活中的许多方面得到广泛的应用，例如，生活中五彩变幻的霓虹灯，手机通信，温度检测，流量控制等都涉及到单片机。

当今，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已渗透到生产、生活的各个方面，时钟温度计便是其中之一，掌握天气的温度对人们有着要重的作用，可以使得人们调节自己的生活，同时时刻了解每刻的时间也是很重要的的，既能方便地掌握时间又能了解天气的温度正是设计这个课题的关键。

。

本文所设计的就是智能时钟日历温度计，通过单片机与温度采集芯片进行控制温度，带日历时钟功能的温度计是通过芯片DS18B20及DS1302采集数据显示在液晶模块TS1602-1带日历时钟上。

能显示实时的室温，同时要求显示年，月，日，实时时钟，少于31天的月份自动地调整，包括闰年补偿。

1时钟温度计的设计流程

1.1设计要求

本课题要求设计一个带日历时钟功能的温度计，既能轻松掌控时间，又能了解天气及温度的变化。

带日历时钟功能的温度计是通过芯片DS18B20及DS12C887采集数据显示在液晶模块TS1602带日历时钟上。

能显示实时的室温，同时要求显示年，月，日，实时时钟，少于31天的月份自动地调整，包括闰年补偿。

1.2设计流程图

图1-1设计流程图

1.3流程图解说

以上是采用单片机（AT89C51）系统为核心，用温度采集芯片DS18B20来采集温度、时钟芯片DS12C887，液晶屏TS1602来显示时钟及温度，并用蜂鸣器报警等来组成电路。

首先用单片机来控制及处理数据，通过初始化，设定初值，启动DS18B20和时钟芯片DS12C887进行测温同时产生时间，将采集好温度数据和时间同时传给单片机，经过单片机处理，用液晶显示温度，并且通过按键来控制，行进复位功能与时间、日期的修改，温度过高用蜂鸣器报警等。

1.4芯片的选择

采用的芯片：

（1）中央处理器电路：

采用单片机AT89S51芯片机外围电路构成最小系统。

（2）时钟信号产生电路：

时钟芯片DS12C887。

（3）温度采集芯片DS18B20。

（4）液晶显示模块TS1602。

（5）修改部分：

按键电路。

（6）执行部件电路：

包括蜂鸣器、状态指示灯。

2时钟温度计的硬件部分

2.1时钟温度计的原理

单片机AT89C51对智能时钟芯片DS12C887进行初始化,启动,并赋初值,促使DS12C887自动产生时间,并将数据传送给单片机,再通过单片机对液晶模块TS1602的读写来显示。

与此同时,单片机AT89C51对温度采集芯片DS18B20进行读写操作,启动温度转换,并传送回单片机,再通过单片机传送到液晶显示,温度每隔1秒刷新一次.温度和时间是在同一个画面显示的。

系统还有闹铃功能,温度报警功能等。

图2-1时钟温度计的原理图

图2-2时钟温度计的PCB图

2.2测温模块

温度采集芯片是DS18B20:

一共三个管脚,一个VCC,一个GND,还有一个是数据线。

采用的是单总线协议,一个数据线,即传输命令,有传输数据,所以,对时序要求很严格.当时序不对时,读不出正确的温度数据。

图2-318B20的管脚图

选用芯片DS18B20，DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。

图4以MCS－51系列单片机为例，画出了DS18B20与微处理器的典型连接。

图2-4中DS18B20采用寄生电源方式，其VDD和GND端均接地，图2-4中DS18B20采用外接电源方式，其VDD端用3V～5.5V电源供电。

图2-4DS18B20与微处理器的连接

选用51单片机AT89C51为核心，设计既带时钟又带温度显示的温度计。

单片机的接口信号是数字信号，要想用单片机获取温度这类非电信号的信息，毫无疑问，必须使用温度传感器，这是需要将温度信息转换为电流或电压输出，因此采用温度传感器DS18B20。

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S51具有如下特点：

40个引脚，8kBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。