温度万年历的单片机实现实验报告.docx
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温度万年历的单片机实现实验报告
一、温度万年历设计的目的和意义.............................1
一、温度万年历设计的目的和意义
随着社会的发展，信息量的不断提升以前对信息交换的要求提高，温度万年历的发展以及投入市场变得非常有必要。
本设计是基于51单片机并模拟日常所用的日历，而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
通过本次设计，学习和巩固了单片机指令编程的相关知识，熟悉单片机各部件的组成及其功能。
本设计将制作一种基于单片机控制的带实时温度显示、具有定时功能的电
子万年历。
传统的电子日历大都体积大，功耗大，显示不准确等特点。
为了缩小体积，减小功耗，使其变得小巧灵敏，本设计加入了时钟芯片DS1302，可对时间进行准确记时，同时可设置定时时间，实现定时功能。
另外本设计具有显示实时温度的功能。
传统的温度传感器系统大都采用放大、调理、A/D转换，转换后的数字信号送入计算机处理，处理电路复杂、可靠性相对较差，占用计算机的资源比较多。
本设计将采用DS18B20一线制数字温度传感器，可将温度信号直接转换成数字信号送给微处理器，电路简单，成本低，实现了时间温度同时显示的效果。
最后，温度和时间都将通过LCD1602液晶显示器进行显示。
测试表明系统达到了设计要求的各项功能，各部分工作正常。
二、电路设计方案
采用AT89S52作为主控制系统;直接采用单片机定时计数器提供秒信号;LCD液晶显示屏作为显示。
三、原理设计
1.基本原理：
本电路是由AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作；时钟电路直接采用单片机定时计数器提供秒信号;温度的采集由DS18B20构成；显示部份由LCD液晶显示屏显示。
同时还添加了提醒功能，通过蜂鸣器实现。
2.总体框图
图1
3.单元电路设计
◆单片机主控制模块的设计
AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3,MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一条I/O线都能独立地作输出或输入。
单片机的最小系统如下图2所示,18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出。
第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端。
DS18B20性能
●独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信
●简单的多点分布应用
●无需外部器件
●可通过数据线供电
●零待机功耗
●测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增
●可编程的分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃
●温度数字量转换时间200ms，12位分辨率时最多在750ms内把温度转换为数字
●应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计和任何热感测系统
●负压特性：
电源极性接反时，传感器不会因发热而烧毁，但不能正常工作
●GND：
地
●DQ：
单线运用的数据输入/输出引脚
●VD：
可选的电源引脚
4.元件列表
元件列表器件
数量
光汇51单片机开发板
1
杜邦线
若干
DS18B20
1
LCD1602液晶屏
1
四、方案结构图
此方案由于只用到51单片机芯片，因此各个功能都是由编程来实现。
大体程序流程框图如下
按键调整结构图：
时钟调整一
时钟调整二
Protues电路图（部分）：
温度万年历整体电路图
时钟调整按键图
时钟调整LCM显示图
五、温度万年历1602驱动及显示的详细设计
驱动部分的代码：
头文件如下：
#ifndef__1602_H__
#define__1602_H__
voidRdBusy（void）;
voidWrCommand（charcommand）;
voidWrData（charwrdata）;
#endif
1602驱动源代码如下：
/******************************************************************************
LCM1602驱动程序
8线间接控制方式
晶体频率12MHz
******************************************************************************/
/*********************************************************
1602LCD各引脚接口说明
VSS电源地
VDD电源正极
VL液晶显示偏压
RS数据/命令选择
R/WRW读写选择/******************************************************************************
LCM1602驱动程序
8线间接控制方式
晶体频率12MHz
******************************************************************************/
#include
#include
/*********************************************************
1602LCD各引脚接口说明
VSS电源地
VDD电源正极
VL液晶显示偏压
RS数据/命令选择
R/WRW读写选择
E使能信号
D0数据背光源正极
D1数据背光源负极
*********************************************************/
/*1602接口定义*/
#defineLCMP0
sbitRS=P2^5;//0,command;1,datajkhjholkhkk
sbitRW=P2^6;//0,write;1,read
sbitE=P2^7;//下降沿有效
/*常数定义*/
#defineCMD0//RS=0,命令
#defineDAT1//RS=1,数据
//模块忙闲判断
voidRdBusy（void）
{
charflag=0xff;
do
{
LCM=0xff;
RS=CMD;
RW=1;
E=1;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;//这三句很重要
flag=LCM;
E=0;
flag&=0x80;
}
while（flag）;
}
//写命令
voidWrCommand（charcommand）
{
LCM=command;
RS=CMD;
RW=0;
E=1;
E=0;
RW=1;
RdBusy（）;//等待LCM完成本次操作
}
//写数据
voidWrData（charwrdata）
{
LCM=wrdata;
RS=DAT;
RW=0;
E=1;
E=0;
RW=1;
RdBusy（）;//等待LCM完成本次操作
}
/*
E使能信号
D0数据背光源正极
D1数据背光源负极
*********************************************************/
显示头文件：
#ifndef__DISPLAY_H__
#define__DISPLAY_H__
#defineucharunsignedchar
voiddelayx5ms（intdcnt）;
voidLcmInit（void）;
voidClrLine（ucharline）;
voidWrite1Line（ucharline,uchar*buf）;
voidWrData2Addr（ucharaddr,uchardat）;
voiddisall（）;
voidoffall（）;
#endif
显示C源代码：
#include
#include"1602.h"
#defineLCMP0
#defineucharunsignedchar
externucharflag;
externucharyear,month,date,day,hour,minu,sec;
externucharDispbuf0[16];
externucharDispbuf1[16];
externcodeucharNum2Asc[16];
externcodeucharWEEK[21];
externuchars1num;
//延迟子程序，基数5ms
voiddelayx5ms（intdcnt）
{
inttmp;
for（;dcnt>0;dcnt--）
{
tmp=0x230;
while（tmp--）continue;
}
}
//模块初始化
voidLcmInit（void）
{
LCM=0;
delayx5ms（40）;//延迟200ms
WrCommand（0x38）;//8bit接口，两行显示，5×7点阵
delayx5ms
（2）;//延迟10ms
WrCommand（0x38）;//同上，该指令要写两次
delayx5ms
（1）;//延迟5ms
WrCommand（0x06）;//地址加一，字符不移动
WrCommand（0x0c）;//开显示，光标不显示，光标不闪烁
WrCommand（0x01）;//清屏
}
//指定行清屏子程序
voidClrLine（ucharline）
{
unsignedchari=0;
WrCommand（0x80+line）;//指向擦除行的首字符位
for（;i<16;i++）
WrData（''）;
}
voidWrite1Line（ucharline,uchar*buf）
{
ucharaddr=0,i;
if（line==0）
addr=0x80;
else
addr=0xc0;
WrCommand（addr）;
for（i=0;i<16;i++）
WrData（*buf++）;
}
voidWrData2Addr（ucharaddr,uchardat）{
WrCommand（addr）;
WrData（dat）;
}
voiddisall（）{
Dispbuf0[3]=Num2Asc[year/10];
Dispbuf0[4]=Num2Asc[year%10];
Dispbuf0[6]=Num2Asc[month/10];
Dispbuf0[7]=Num2Asc[month%10];
Dispbuf0[9]=Num2Asc[date/10];
Dispbuf0[10]=Num2Asc[date%10];
Dispbuf0[12]=WEEK[day*3];
Dispbuf0[13]=WEEK[day*3+1];
Dispbuf0[14]=WEEK[day*3+2];
Dispbuf1[1]=Num2Asc[hour/10];
Dispbuf1[2]=Num2Asc[hour%10];
Dispbuf1[4]=Num2Asc[minu/10];
Dispbuf1[5]=Num2Asc[minu%10];
Dispbuf1[7]=Num2Asc[sec/10];
Dispbuf1[8]=Num2Asc[sec%10];
Write1Line（0,&Dispbuf0[0]）;
Write1Line（1,&Dispbuf1[0]）;
}
voidoffall（）{
switch（s1num）{
case1:
Dispbuf1[7]='';
Dispbuf1[8]='';
break;
case2:
Dispbuf1[4]='';
Dispbuf1[5]='';
break;
case3:
Dispbuf1[1]='';
Dispbuf1[2]='';
break;
case4:
Dispbuf0[12]='';
Dispbuf0[13]='';
Dispbuf0[14]='';
break;
case5:
Dispbuf0[9]='';
Dispbuf0[10]='';
break;
case6:
Dispbuf0[6]='';
Dispbuf0[7]='';
break;
case7:
Dispbuf0[3]='';
Dispbuf0[4]='';
break;
default:
*Dispbuf0="";
*Dispbuf1="";
}
Write1Line（0,&Dispbuf0[0]）;
Write1Line（1,&Dispbuf1[0]）;
}
六、心得与总结
经过万年历的设计，让我学到了很多，让我认识到了学习基础知识的重要性，当设计完整的系统时，要考虑到硬件和软件两者的结合，有时硬件的不足，我们可以用软件程序来弥补，从而节约硬件成本，在设计软件程序时要模块化，可以提高程序的可读性。
有一些灵活的技巧就需要我们认真的阅读元件的数据手册，从中索取对自己有用的信息。
在这短暂的一个星期课程序设计中，收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、 动手制作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在课程序设计里，我们学会了很多学习的方法，知道了理论和实践的巨大差别。
而这是以后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
同时在与老师和同学的交流过程中，互动学习，将知识融会贯通。
通过自己的努力，做出了一个万年历，对以后的学习是一个莫大的鼓舞，激起了我的学习兴趣和开发创新思维。
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