單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計報告

1、精選文檔計算機接口及與技術(shù)大作業(yè)電子時鐘（LCD顯示）設(shè)計專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 班 級： 電科1011班 姓 名： 何 燕 學(xué) 號： 1020108131 指導(dǎo)老師： 許 洪 華 2013年6月 1、設(shè)計任務(wù)及要求1.設(shè)計任務(wù)基于AT89C51單片機，制作一個LCD顯示的智能電子鐘。鞏固和加深對單片機原理和計算機接口技術(shù)知識的理解；2.設(shè)計要求1）使用文字型LCD顯示當(dāng)前日期和時間；2）顯示格式為：“年-月-日，時時：分分：秒秒”；3）用4個功能鍵操作來設(shè)置當(dāng)前時間，功能鍵K1-K4功能如下；K1選擇設(shè)置年/月/日，時/分/秒；K2加1；K3減1；K4確認(rèn)完成設(shè)置；4）程序執(zhí)行后LCD

2、顯示日歷和時間；5）增加萬年歷顯示“年月日”；6）增加鬧鈴功能，時間到則產(chǎn)生音樂聲；7）增加溫度傳感器顯示當(dāng)前的溫度。3.設(shè)計元件：AT89C52單片機；LCD采用LM016L16*2字符型LCD液晶顯示器；采用定時器DS1302；溫度傳感器DS18B20；四個開關(guān)； 一個1k排阻。2、設(shè)計的基本方案及步驟設(shè)計方案此系統(tǒng)以AT89C52單片機為控制核心，通過與DS1302和DS18B20通信獲取實時時間和實時環(huán)境溫度，并將得到的數(shù)據(jù)通過1602液晶顯示出來，同時通過相應(yīng)的按鍵調(diào)整相應(yīng)的值。因此本設(shè)計可分為以下模塊：顯示模塊、實時時間計算模塊、實時環(huán)境溫度采集模塊、報警模塊、設(shè)置模塊（時間設(shè)置模

3、塊、最高溫度設(shè)置模塊、鬧鈴設(shè)置模塊）。3. 硬件設(shè)計3.1主要元器件介紹AT89C52單片機；LCD采用LM016L16*2字符型LCD液晶顯示器；采用定時器DS1302；溫度傳感器DS18B20；-四個開關(guān)； 一個1k排阻。3.2原理圖及功能電路介紹1、 LCD液晶顯示模塊設(shè)計（圖1) 圖1 LCD1602液晶與單片機的接口電路圖1）1602液晶功耗較小，可直接與單片機接口相接，電源直接與電源電路相接，使用單片機的P0口和P2口與1602進行通信。由于P0口為漏極，所以加個排阻，D0D7連接P0口，LCD的使能信號端接P2.7，數(shù)據(jù)/命令端（H/L）接P2.6，讀/寫選擇端(H/L)接P2.

4、5。2）1602相應(yīng)功能特性介紹：（1）+5V電壓，對比度可調(diào)；（2）內(nèi)含復(fù)位電路；（3）提供各種控制命令，如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；（4）有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM；（5）內(nèi)建有160個5x7點陣的字型字符發(fā)生器CGROM；（6）8個可由用戶自定義的5x7的字符發(fā)生器CGRAM；2、DS1302與單片機的接口電路（圖2）：圖2 DS1302與單片機的接口電路各引腳的功能為：1Vcc2：5V電源（當(dāng)Vcc2>Vcc1+0.2V時，由Vcc2向DS1302供電，當(dāng)Vcc2< Vcc1時，由Vcc1向DS1302供電。）；2、3X1、X2 是外接晶振腳（

5、32.768KHZ的晶振）；4地（GND）；6I/O：數(shù)據(jù)輸入輸出口；5CE/RST：復(fù)位腳；7SCLK：串行時鐘輸入；8Vcc1：備用電池端。3、實時環(huán)境溫度檢測模塊設(shè)計DS18B20與單片機的接口電路（圖3）：圖3 DS18B20與單片機的接口電路數(shù)據(jù)DQ端接在P3.3口。DS18B20通過單總線實現(xiàn)與單片機的通信，每個DS18B20都有一個唯一的序列號，可以方便的實現(xiàn)組網(wǎng)檢測，以9 位數(shù)字量的形式反映器件的溫度值。DS18B20 通過一個單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS18B20 之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源。

6、所以多只DS1820 可以同時連在一根單線總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在HVAC 環(huán)境控制、探測建筑物、儀器或機器的溫度以及過程監(jiān)測和控制等方面非常有用。4、報警（鬧鈴）模塊設(shè)計蜂鳴器與單片機的接口電路（圖4）：圖4蜂鳴器與單片機的接口電路圖報警（鬧鈴）模塊采用單片機輸出一定頻率的方波從而使蜂鳴器發(fā)出聲音。5、設(shè)置模塊設(shè)計各按鍵與單片機的接口電路（圖5）：圖5各按鍵與單片機的接口電路設(shè)置模塊采用四個按鍵k1、k2、k3、k4與P14、P15、P16、P17相接組成獨立按鍵。4. 軟件設(shè)計4.1 設(shè)計思想軟件設(shè)計是本設(shè)計的關(guān)鍵,因為此系統(tǒng)的程序涉及的模塊較多，所以程

7、序編寫也采用模塊化設(shè)計。C語言具有編寫靈活、移植方便、便于模塊化設(shè)計的特點，所以此系統(tǒng)的軟件采用C語言編寫。在此系統(tǒng)中共分為以下幾個模塊:LCD液晶顯示模塊，時間采集模塊,報警及鬧鐘模塊,實時溫度檢測模塊,系統(tǒng)設(shè)置模塊。 4.2軟件流程圖1)系統(tǒng)總流程圖2)LCD顯示流程圖3)報警和鬧鐘流程圖4)溫度流程圖5)設(shè)置流程圖5、 實驗仿真圖1、 顯示實時時間：2、 實時溫度：3、 時間設(shè)置：4、附錄：源程序5. 調(diào)試運行 6. 設(shè)計心得體會在此次課程設(shè)計實訓(xùn)期間，很大程度上提高了我們自主學(xué)習(xí)和思考的能力，從中我們受益匪淺，同時，鞏固了我們這學(xué)期以來所學(xué)的理論課程，讓我們找到了求知的樂趣，明白了帶我們的的老師們的良苦用心和殷切希望。本次課程設(shè)計中所涉及的大部分知識，是在已有知識的基礎(chǔ)上，通過查閱相關(guān)資料和網(wǎng)上資源，經(jīng)過反復(fù)思考，經(jīng)融合而得出的。本次課程設(shè)計實訓(xùn)切實體現(xiàn)了將課本所學(xué)知識運用到實際生活中的價值所在！7. 參考書目：1 肖金球. <<單片機原理與接口技術(shù)>>.M.北京:清華大學(xué)出版社,2004.122 王小建、胡長勝，<<單片機設(shè)計與應(yīng)用>>M,北京：清華大學(xué)出版社，2010.8.3 凌