基于51单片机设计的带有测温功能的电子时钟汇总Word格式文档下载.docx
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从而完善时钟功能。
3、目的及意义
可作为产品生产，作为居家的时钟显示与温度计。
三、硬件设计方案
1、原理图
2、PCB图
3、各功能模块分析
（一）、主控制器：
STC单片机89C51
功能：
程序存储器16K、RAM数字存储器1280、可直接通过串口下载程序，单一+5V电源供电，五个中断源的中断控制系统，片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。
CPU：
由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器。
RAM：
用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据。
ROM：
用以存放程序、一些原始数据和表格。
I/O口：
四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出。
P0口做I/O口需接上拉电阻。
T/C：
两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式。
（二）、LCD1602显示模块
介绍：
工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符（16列2行）。
管脚信息：
显示模式设置：
显示开关及功能设置：
数据指针设置：
写时序：
注：
R3调节显示屏对比度
（三）、DS1302时钟芯片
VCC：
Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。
在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。
DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。
当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电。
当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。
X1、X2：
X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。
RST：
RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。
RST输入有两种功能：
首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；
其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。
当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。
如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。
上电运行时，在Vcc>
2.0V之前，RST必须保持低电平。
只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。
I/O为串行数据输入输出端（双向），后面有详细说明。
SCLK：
SCLK为时钟输入端。
日历寄存器：
（1）：
小时寄存器的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。
当为高时，选择12小时模式。
在12小时模式下，位5为低时为AM，高时为PM。
在24小时模式下，位5是第二个10小时位。
（2）、秒寄存器的位7定义为时钟暂停标志。
当该位置为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；
该位置0是，时钟开始运行。
（3）、控制寄存器的位7是写保护位，其他7位均置为0。
在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0。
当WP位1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。
控制字节：
控制字节的最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;
位5至位1指示操作单元的地址;
最低有效位（位0）如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。
数据读写及时序：
在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。
同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。
（四）、DS18B20温度传感器
GND：
接地
DQ：
数据I/O
VDD：
电源
存储器：
SkipROM[CCh]：
允许总线控制器不用提供64位ROM编码就使用存储器操作命令，在单点总线情况下右以节省时间。
ConvertT[44h]：
开始温度转换。
ReadScratchpad[BEh]：
读取暂存器和CRC字节，知道9字节
时序：
读时间隙：
当从DS12B20读取数据时，主机生成读时间隙。
当主机把数据线从逻辑高电平拉到逻辑低电平的时候，写时间隙开始。
数据线必须保持至少1μs，从DS18B20输出的数据在读时间隙的下降沿出现后15μs内有效。
因此，主机在读时间隙开始后必须停止把I/O脚驱动为低电平15μs，以读取I/O脚状态。
在读时间隙的结尾，I/O引脚将被外部上拉电阻拉到高电平。
所有读时间隙必须最少60μs，包括两个读周期间至少1μs的恢复时间。
写时间隙：
所有写时间隙必须最少持续60μs，包括两个写周期间至少1μs的恢复时间。
I/O线电平变低后，DS18B20在一个15μs到60μs的窗口内对I/O线采样。
如果线上是高电平，就是写1，如果线上是低电平，就是写0。
主机要生成一个写时间隙，必须把数据线拉到低电平然后释放，在写时间隙开始后的15μs内允许数据线拉到高电平。
主机要生成一个写0时间隙，必须把数据线拉到低电平并保持60μs。
（六）、按键部分
原理：
键盘扫描，先将P3.6口置零，此时扫描S5~S8，如果P3.0~P3.3中有为0，则说明有对应键按下。
然后将P3.7口置零，此时扫描S1~S4，如果P3.0~P3.3中有为0，则说明有对应键按下。
四、软件设计方案
部分程序代码
（一）主程序：
#include<
reg52.h>
#include"
lcd1602.h"
//包含头文件，直接引用显示文件
ds18b20.h"
#include"
DS1302.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineTIMER0_COUNT0xEE11
sbitmode=P3^0;
//设定修改位数
sbitplus=P3^1;
//加键
sbitdec=P3^2;
//减键
ucharcount,s1num,timer0_tick,count=0;
typedefstruct{
charhour;
charminute;
charsecond;
}time;
uintyear;
charmonth;
charday;
}date;
timenow={11,20,7};
//显示时间初始值
datetoday={12,6,16};
charcodedayofmonth[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
//设定月份数组，用以判定12个月的最大值
charcodeweekday[7][10]={"
Week1"
"
Week2"
Week3"
Week4"
Week5"
Week6"
Week7"
};
//设定行星期显示数
ucharmonthday（ucharyear,ucharmonth）
{
if（month==2&
&
year%4==0）//用以判定是否为润年，其2月有29天
return（29）;
else
return（28）;
//非闰年时的该月份天数28
}
voiddisplay_week（）//由年月日计算星期，用以显示星期数
chardays;
days=（today.day+1+2*today.month+3*（today.month+1）/5+today.year+today.year/4-today.year/100+today.year/400）%7;
display_string（&
weekday[days][0]）;
staticvoidtimer0_initialize（void）//timer0initialize
{
EA=0;
//设置不接受所有中断
timer0_tick=0;
TR0=0;
//关闭Timer0
TMOD=0X01;
//设置Timer0为模式2，16位工作模式
TL0=（TIMER0_COUNT&
0X00FF）;
//设置Timer0低八位数值
TH0=（TIMER0_COUNT>
>
8）;
//设置Timer0高八位数值
PT1=1;
//设置Timer0的优先级为最高
ET0=1;
//设置接受Timer0的中断
TR0=1;
//启动Timer0
EA=1;
//设置系统接受中断
}
voidwrite_time（ucharadd,ucharnumber）//写时间
gotoxy（2,add）;
display_data（number）;
voidwrite_riqi（ucharadd,ucharnumber）//写日期
gotoxy（1,add）;
display_data（number）;
voidkeyscan（）//按键扫描程序
ucharmode_num;
//设定mode_num，来判断是哪一位要修改，当mode_num为零时，为非修改模式
if（mode==0）//"
修改位"
的选择
delay（5）;
//延时
if（mode==0）//当外部按键mode没按下一次时，都使mode_num自加，即mode_num表示为按键mode按下的次数
{mode_num++;
while（!
mode）;
write_com（0x0f）;
if（mode_num==1）gotoxy（1,1）;
//当mode_num为1时，为年份改变位，光标移到（1，2）
if（mode_num==2）gotoxy（1,4）;
//当mode_num为2时，为月份改变位，光标移到（1，5）
if（mode_num==3）gotoxy（1,7）;
//当mode_num为3时，为日期改变位，光标移到（1，8）
if（mode_num==4）gotoxy（2,1）;
//当mode_num为4时，为小时改变位，光标移到（2，2）
if（mode_num==5）gotoxy（2,4）;
//当mode_num为5时，为分钟改变位，光标移到（2，5）
if（mode_num==6）gotoxy（2,7）;
//当mode_num为6时，为秒数改变位，光标移到（2，8）
if（mode_num==7）//当mode_num为7时，退出修改模式
{
mode_num=0;
//非修改模式时，将mode_num置零，有助于判断是否为修改模式
write_com（0x0c）;
TR0=1;
}
if（mode_num!
=0）//为修改模式时，加减键的处理子程序
if（plus==0）//当加键为零，即外部触发一次时，进行以下处理
{
delay（5）;
if（plus==0）//延时再次判断加键，防止抖动
if（mode_num==1）//当为年份改变时，年份自加一，并且显示修改后的日期
{
today.year++;
write_riqi（1,today.year）;
//因为年份主要是最后两位在改变，所以除以100来计算年份值，除以100求得的商值为十位
gotoxy（1,14）;
display_week（）;
//因为改变日期都会改变周数，所以要重新显示
}
if（mode_num==2）//以下处理同上
today.month++;
if（today.month==13）today.month=1;
//特别注意，月份不能超过12，当为13时，要将月份置1
write_riqi（4,today.month）;
//除以10来计算月份值，除以10求得的商值为十位
if（mode_num==3）//以下处理同上
today.day++;
if（today.day>
monthday（today.year,today.month））//特别要判断每个月份的最大值，不能超过此数，超过后要将天数置一
today.day=1;
write_riqi（7,today.day）;
if（mode_num==4）//以下处理同上
now.hour++;
if（now.hour==24）now.hour=0;
//小时不能超过24
write_time（1,now.hour）;
if（mode_num==5）//以下处理同上
now.minute++;
if（now.minute==60）now.minute=0;
write_time（4,now.minute）;
if（mode_num==6）//以下处理同上
now.second++;
if（now.second==60）now.second=0;
write_time（7,now.second）;
}
if（dec==0）//减键的处理和加键处理处理相反
if（dec==0）
if（mode_num==1）
today.year--;
if（mode_num==2）
today.month--;
if（today.month==0）today.month=12;
//要注意月份的最小值为1，当减为零时，要讲月份置为12
if（mode_num==3）
today.day--;
if（today.day==0）//当天数减为0时，要重新赋值，为上一个月的最大值
today.day=monthday（today.year,today.month）;
write_riqi（7,today.day）;
if（mode_num==4）
now.hour--;
if（now.hour<
0）now.hour=23;
//当小时数小于0时，要重新赋值，置为23
if（mode_num==5）
now.minute--;
if（now.minute<
0）now.minute=59;
//注意点同上
if（mode_num==6）
now.second--;
if（now.second<
0）now.second=59;
voiddisplay_temp（）//显示温度子程序
uintwendu;
//设置wendu变量来存放从18b20读取的温度
ucharA1,A2;
//A1用来存放温度值的十位，A2存放个位
tmpchange（）;
//启动温度转换
wendu=tmp（）;
//读取温度值
A1=wendu/10;
//求A1值
A2=wendu%10;
//求A2值
gotoxy（2,10）;
display_data（A1）;
//显示A1值
display_string（"
."
）;
//用小数点分开个位和小数
write_date（int_to_char[A2]）;
//向lcd写数据，并且注意要转换A2数据类型
}
voidtimer0（void）interrupt1
//设置Timer0低八位数值
//设置Timer0高八位数值
count++;
if（count==30）display_temp（）;
//延时，当count=30时，显示温度，并延时
if（count==200）//当count自加到200时，开始判断此时时、分、秒的值，并进行转换
count=0;
now.second++;
if（now.second==60）//当秒达到60时，向分进位，且秒数置零
now.second=0;
if（now.minute==60）//当分达到60时，向时进位，且分数置零
now.minute=0;
now.hour++;
if（now.hour==24）//当时达到24时，向天进位，且时数置零
{
now.hour=0;
today.day++;
monthday（today.year,today.month））//判断天数，当超过本月最大天数时，向月份进位，且天数置一
today.month++;
if（today.month==13）//判断月份，当月份超过12时，向年份进位，月份置一
today.month=1;
today.year++;
write_riqi（4,today.month）;
//在位置4处，向lcd写月份
write_riqi（7,today.day）;
//在位置7处，向lcd写天数
}
write_time（1,now.hour）;
//在位置1处，向lcd写时数
write_time（4,now.minute）;
//在位置4处，向lcd写分数
write_time（7,now.second）;
//在位置7处，向lcd写秒数
}
voidmain（）
{
SYSTEMTIMECurrentTime;
LcdInitiate（）;
//初始化lcd
timer0_initialize（）;
//初始化内部定时器
Initial_DS1302（）;
//初始化DS1302
DateToStr（&
CurrentTime）;
//从DS1302读取日期
TimeToStr（&
//从DS1302读取时间
gotoxy（1,1）;
display_string（CurrentTime.DateString）;
//显示日期
gotoxy（1,10）;
//显示周几
gotoxy（2,1）;
display_string（CurrentTime.TimeString）;
//显示时间
00.0C"
//显示温度
while
（1）keyscan（）;
（二）DS1302时钟模块
#include<
intrins.h>
#ifndef_REAL_TIMER_DS1302_2003_7_21_
#define_REAL_TIMER_DS1302_2003_7_21
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