带温度显示万年历单片机课程设计.docx

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带温度显示万年历单片机课程设计

课程设计说明书

课程名称:

　　《单片机技术》　　　

设计题目：

　万年历　

院（部）：

电子信息与电气工程学院　

学生姓名:

　*******　　

学号:

　　　　　************　

专业班级：

　******＊＊**＊*　　　

指导教师:

　　　　*****＊*　　

2０**年5月　2３日

课程设计任　务书

设计题目

万年历

学生姓名

****

所在院系

电子信息与电气工程学院

专业、年级、班

***********

设计要求：

1、设计制作一个用LCD1602显示的带温度显示的万年历；

2、具有年、月、日、星期、时、分、秒、温度等显示功能；

3、具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；

4、具有闹钟显示、调节设定、整点鸣叫功能。

学生应完成的工作：

设计万年历的工作原理，利用DXP软件绘制电路原理图，利用KeiluVision4软件编写C语言程序并且生成HEX文件，并利用Proteus软件进行电路仿真和调试。

并设计制作电路的PCB板（或万用板的元件布局和连线）。

根据设计原理对电路进行安装、调试，完成课程设计工作，并提交课程设计报告。

参考文献阅读：

[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：

高等教育出版社，2005.

[2]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：

高等教育出版社，2005.

[3]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：

高等教育出版社，2006.

[4]周灵彬，任开杰.基于Proteus的电路与PCB设计[M].北京：

电子工业出版社，2010.

[5]穆秀春，冯新宇，王宇.AltiumDesigner原理图与PCB设计[M].北京：

电子工业出版社，2011.

[6]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京：

电子工业出版社，2012.

[7]张毅刚，彭喜元，彭宇.单片机原理及应用[M].北京：

高等教育出版社，2010.

[8]李升.单片机原理与接口技术[M].北京：

北京大学出版社，2011.

工作计划：

5月6号：

搜集资料；5月7号：

方案论证拟定硬件方案；5月8号：

讨论优化并确定硬件方案；5月9号—10号：

讨论并确定程序流程并绘制流程图；5月13号：

根据流程图编写程序并且进行软件的仿真与调试；5月14号—15号：

硬件电路的制作并撰写课程设计报告；5月15号：

烧录程序并调试；5月16号：

完成课程设计报告的撰写。

任务下达日期：

2013年5月6日

任务完成日期：

2013年5月17日

指导教师（签名）：

学生（签名）：

　　万年历

摘要:

设计了一个带温度显示的万年历电路系统，该电路具有年、月、日、星期、时、分、秒、闹钟显示和调整功能,并且还能显示温度和按键鸣叫、整点鸣叫、定时闹钟鸣叫等功能。

其中显示部分采用LCＤ１6０2显示，时钟部分采用ＤS130２时钟芯片,温度部分采用DS1８B20单线温度传感器。

报时鸣叫采用有源蜂鸣器并用三极管驱动。

软件方面我们采用C语言编程，利用Ｋeil　uViｓioｎ4软件编写C语言程序并且生成HEX文件。

先将程序在Ｐｒoteuｓ仿真,通过之后再烧录到单片机中。

该设计的优点是充分利用了ＬCD１602的显示功能完成了万年历应该具有的功能并且还扩展了温度和闹钟。

不足之处是收到LCD1602显示功能的限制没能显示农历日期,而且报时部分只是发出滴滴声而不是语音报时。

关键词：

万年历;LＣD1602;温度传感器（DS18Ｂ20）;时钟芯片（DＳ1302）　

1．设计背景……………………………………………………………………1

1.1时钟的用途及精度的需求…………………………………………1

１.2万年历的使用现状及设计目的…………………………………………1

2．设计方案……………………………………………………………………１

2.1任务分析……………………………………………………………………1

２.2方案选择和论证……………………………………………………………2

2.2．1显示模块选择方案和论…………………………………………………2

2.2.2时钟模块的方案选择和论证……………………………………………2

2.２.3按键控制模块的方案选择和论证………………………………………2

2.2.4温度采集模块方案选择…………………………………………………3

2.2．５方案的整体框图…………………………………………………………3

２.２.6设计流程图程序部分的拟定案…………………………………………4

3.方案实施　…………………………………………………………………5

3．1.1整体电路及其分析………………………………………………………5

3.１.2电源电路…………………………………………………………………6

３．1.3单片机最小系统…………………………………………………………6

3．1.4蜂鸣器及驱动电路………………………………………………………7

３.1.5时钟芯片DS1302电路…………………………………………………7

3．1．６温度采集芯片ＤＳ18B２0电路……………………………………………8

3.１.7键盘控制电路……………………………………………………………８

3.1.８LCＤ1６02控制电路………………………………………………………9

3.2软件仿真………………………………………………………………1０

３.2.１　Prｏteｕs仿真软件介绍…………………………………………………１0

3.2．2电路仿真调试…………………………………………………………11

3.3电路的焊接与调试……………………………………………………１2

4.结果与结论………………………………………………………………14

5.收获与致谢………………………………………………………………１4

6．参考文献…………………………………………………………………15

7.附件………………………………………………………………………１5

7．１电路原理图………………………………………………………………15

7．2Prｏteｕｓ仿真图…………………………………………………………１6

7．3电路工作中实物图………………………………………………………17

7.4元器件清单………………………………………………………………19

7.5源程序清单……………………………………………………………２０

1.设计背景

１.１时钟的用途及精度的需求

时间,对人们来说是非常宝贵的,准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。

随着时间的流逝，科学技术的不断发展和提高，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。

怎样让时钟更好、更方便、更精确的显示时间,这就要求人们不断设计研发出新型的时钟。

高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器,由于电子钟,石英表,石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高,稳定性好，使用方便,不需要经常调校。

数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,用LEＤ显示器代替指针进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能,还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。

1．2万年历的使用现状及设计目的

如今万年历已经在人们生活中广泛的使用,它不仅是记录日期和时间的工具，而且也成为了一种装饰品。

现在的万年历可以说是多种多样,外观精美。

放在家里既可以计时也可作为风景壁画,因此越来越受到大众消费者的喜爱。

本次课程设计通过利用STC８9C５2单片机和DＳ1３02芯片以及外围的按键和LCD显示器等部件，设计一个基于单片机的电子时钟。

设计的电子时钟通过液晶显示器显示,并能通过按键对时间以及闹钟进行设置。

目的来模拟真实产品中万年历的工作原理，具有很强的实用性。

2.设计方案

２.1任务分析

目的是设计一个带温度显示的万年历电路系统,该电路具有年、月、日、星期、时、分、秒、闹钟显示和调整功能，并且还能显示温度和按键鸣叫、整点鸣叫、定时闹钟鸣叫等功能。

其中显示部分准备采用LCD１6０2显示，时钟部分准备采用DS1302时钟芯片，温度部分准备采用DＳ18B2０单线温度传感器。

报时鸣叫采用有源蜂鸣器并用三极管驱动。

软件方面我们采用C语言编程,利用KeiｌuVｉsion４软件编写C语言程序并且生成HEX文件。

先将程序在Protｅｕs仿真，通过之后再烧录到单片机中。

2.2方案选择和论证

2.2．１、显示模块选择方案和论证

方案一:

　采用点阵式数码管显示。

点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成,对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费，且难度也相对较高,所以不用此种作为显示。

方案二:

采用LED数码管动态扫描。

ＬED数码管价格便宜，对于显示数字最合适,但功耗较大,且显示容量不够,所以也不用此种方案。

方案三：

采用LＣD液晶显示屏。

液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字，显示多样,清晰可见，且价格适中,所以采用了LCＤ数码管作为显示。

2.2.2时钟模块的方案选择和论证

方案一：

直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。

采用此种方案虽然减少芯片的使用,节约成本，但是,实现的时间误差较大。

所以不采用此方案。

方案二:

　采用ＤS1302时钟芯片实现时钟,DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片,可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数,而且精度高,工作电压2.5V～５.５V范围内，2.5V时耗电小于300nA.

２.２.3按键控制模块的方案选择和论证（宋体四号，加粗）

方案一：

　直接加减:

使用７按键，1按键切换闹钟，6按键对时分秒分别加减，控制方式相当简单,但需要较多按键与I／Ｏ口，功能一般,成本较高。

方案二:

　矩阵键盘：

使用16按键对时分秒直接设置，能最为灵活的对数字钟进行设置,功能强大,但控制方式相对困难，成本较高,需要较多按键与I／O口。

方案三：

　换位调整:

使用4按键，1设置闹钟,1键设置调整时间,1键调整，1键确定，此种控制方式相对简单，占用I/O口少,成本低廉,但功能一般。

经过反复比较，在3种方案中选取了第３种——换位调整，此方案成本低，功能已经足够满足数字钟的需要,而且硬件软件均比较简单。

2.2.4温度采集模块方案选择（宋体四号,加粗）

　DＳ1８Ｂ20数字温度传感器接线方便,独特的单线接口方式，ＤＳ18B２0在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B２0的双向通讯。

封装后的DＳ18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温,锅炉测温，机房测温，农业大棚测温,洁净室测温,弹药库测温等各种非极限温度场合。

耐磨耐碰，体积小，使用方便,封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

因此DＳ18B2０完全满足设计要求。

２．2．5方案的整体框图（宋体四号,加粗）

图1整体方框图

2.2.6设计流程图程序部分小组的拟定方案

Ｙ

ﻩN

Y

N

　　　　　　图２设计流程图

3.方案实施

3.1.1原理图设计及工作原理分析（宋体四号，加粗）

图3整体原理图

我们首先构成单片机的最小系统，使单片机能正常工作，在程序中