温度测量和时钟显示的课程设计

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1、电子工艺课程设计报告题 目 温度测量及时钟显示的设计 姓 名 季琪源 学 号 20092305914 院 系 滨江学院 专 业 电子信息工程 组 员 季琪源、邢卫国 二一二 年 五 月南京信息工程大学电子信息工程系，南京 210044基于AT89S52单片机温度测量及时钟显示设计摘要： 本设计主要是温度测量及时钟显示的设计,由单片机AT89S52芯片和DS18B20芯片及1602液晶显示为核心，辅以必要的电路来设计制作完成。 它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。另外, AT89S52的指令系统和引脚与51完全兼容,片内有

2、128B 的RAM、32条I/O口线、2个16位定时计数器、5个中断源、一个全双工串行口等。由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计中采用单片机利用AT89S52。并且AT89S52单片机结合1602液晶显示器的设计，在显示方面比数码管更简单，不用送段码和位码只需键入所要输出的数字或单词即可。关键字：AT89S52、DS18B20、数字钟一、引言：数字钟是采用数字电路实现对时分秒数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭、办公室等公共场所，已成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体与振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度

3、远远超过老式钟表，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能，这些的实现都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。二、设计目的与要求2.1设计目的 进一步掌握单片机的原理及其功能。学会利用单片机做一些简单的电子 设计与制作。 熟悉DS18B230温度传感器的作用及其原理，会利用其进行温度的测量。 通过此次的电路焊接和调试提高自己的动手及其分析问题的能力。2.2设计要求1.以MCS-51系列单片机为核心器件，组成一个电子时钟系统。2.系统显示器由4位LED数码管组成，分别显示时间值的小时和分，以24h（小时）计时方式。3.能够使用按键开关随时对当前时间进行调整。2.3系

4、统的主要功能通过DS18B20进行温度的测量，再由一条I/0数据端口与单片机进行通信，最后将结果显示在数码管上，实现温度检测的功能，另外在单片机上编写一个时钟程序同时在显示器上显示出来，实现时钟显示的功能。小组分工情况 邢卫国主要负责软件部分，主要工作是编写程序，画电路图。季琪源主要负责焊接电路与报告的撰写，一起完成了本次课程设计的任务。三、设计方法步骤及设计原理3.1原理框图为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，接口复杂一些。考虑时钟显示只有4位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以决定采用动态扫描法实现LED的显示。单片机采用易购

5、的AT89S52系列，这样单片机可具有足够的空余硬件资源实现其它的扩充功能。 AT89S52电源四位共阳数码管放大电路按键复位电路DS18B20传感器时钟电路图31总设计方框图3.2原理说明采用AT89S52单片机，最小化应用设计；采用共阴七段LED显示器，P0口输出段码数据，P1.0P1.7口作列扫描输出，P2.0，P2.1，P2.2，P2.3，P2.4，口接五个按钮开关，用以调时功能设置，P2.5口接温度传感器用于温度的测量。为了提供共阴LED数码管的驱动电压，用9013三极管作电源驱动输出。采用12MHz晶振，有利于提高通信波特率的准确性。为了提高驱动能力在P0口，P1口和数码管之间要接

6、上9013三极管，Proteus中不需接也可以正常显示，复位电路和晶振电路没接不影响仿真。整体线路设计如下： 图32总设计原理图3.3晶振及复位电路3.4 系统仿真点击仿真后默认显示时间按下P2.3口上的开关后切换显示温度按下P2.4口上的开关后切换显示时间四、软件流程图及程序设计（1）主程序本设计中，计时采用定时器T0中断完成，其余状态循环调用显示子程序，当端口开关按下时，转入相应功能程序。（2）LED显示子程序数码管显示的数据存放在内存单元wei0- wei7中。其中 wei 0- wei 1存放时数据，wei 2- wei 3存放分数据，wei 4- wei 5存放秒数据，每一地址单元内

7、均为十进制BCD码。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能，显示用十进制BCD码数据的对应码段存放在ROM表(tab11中。显示时，先取出wei 0- wei 7中的某一数据，然后查得对应的显示用码段，并从P0口输出，P3口将对应的数码管选中供电，就能显示该地址单元的数据值。(3)定时器T0中断服务程序定时器T0用于时间计时。中断进入后，时钟计时累计中断达1秒时，对秒计数单元进行加1操作。在计数单元中采用十进制BCD码计数，满60进位，T0中断服务程序执行。流程见下图：开始T0中断入口通过查表方式显示数据数码位选加1N位选值=8Y位选数值=0秒计数加1N秒计数=500Y秒计数=0SECOND加1

8、中断返回图41主程序流图YYNNN子程序入口SECOND=60SECOND=0，并MINUTE加1MINUTE=60MINUTE=0，并HOUR加1显示数据处理中断返回HOUR=24Y图42子程序流图Y发DS18B20复位命令发跳过ROM命令发读取温度命令读取操作，CRC校验9字节完？CRC校验正？确？移入温度暂存器结束NNY发DS18B20复位命令发跳过ROM命令发温度转换开始命令 结束图44 温度转换流程图图43 读温度流程图四、系统调试及总结分析（附上实物照片）单片机应用系统的调试包括硬件和软件两部分，但是他们并不能完全分开。一般的方法是排除明显的硬件故障，再进行综合调试，排除可能的软/

9、硬件故障。1.系统性能测试与功能说明走时：默认为走时状态，按24小时制分别显示“时时.分分.秒秒”，时间会按实际时间以秒为最少单位变化。走时调整：按一下minute加一分；对时进行调整，按一下hour加一小时，从而达到快速设定时间的目的。 2.系统时钟误差分析时间是一个基本物理量，具有连续、自动流逝、不重复等特性。我国时间基准来自国家授时中心，人们日常使用的时钟就是以一定的精度与该基准保持同步的。结合时间概念和误差理论，可以定义电子钟的走时误差S=S1-S2,S1表示程序实际运行计算所得的秒；S2表示客观时间的标准秒。S0时表示电子钟秒单元数值刷新滞后，即走时误差为“慢”；反之，S480us）

10、DQ=1; /拉高数据线delay(14); /等待（15-60us）x=DQ; /delay(20);/*/读一个字节ReadOneChar(void) unsigned char i=0; unsigned char dat=0; for(i=8;i0;i-) DQ=1; delay(1); DQ=0; dat=1; DQ=1; if(DQ) dat|=0x80; delay(4); return(dat);/*/写一个字节void WriteOneChar(unsigned char dat) unsigned char i=0; for(i=8;i0;i-) DQ=0; DQ=dat&

11、0x01; delay(5); DQ=1; dat=1; delay(4);/*ReadTemperature(void)Init_DS18B20();WriteOneChar(0xcc);WriteOneChar(0x44);delay(125);Init_DS18B20();WriteOneChar(0xcc);WriteOneChar(0xbe); tempL=ReadOneChar();tempH=ReadOneChar();temperature=(tempH*256)+tempL;return (temperature);/*void Dispbuf(unsigned int te

12、mper)dispbuf2=(temper4)/10;dispbuf1=(temper4)%10;if(temper&0x8)dispbuf0=0x55;else dispbuf0=0;void display1() int i; P0=0xff; for(i=0;i3;i+) ReadTemperature(); Dispbuf(temperature); if(i=1) P1=weii;P0=tab1dispbufi;delay(200); else P1=weii;P0=tabdispbufi;delay(200); /时钟显示*void display() int i; dua0=se

13、cond%10; dua1=second/10; dua3=minite%10; dua4=minite/10; dua6=hour%10; dua7=hour/10; P1=weii; P0=tabduai; delay(2); i+; if(i=8) i=0; void keyscan() if(key1=0) delay(10); if(key1=0) second+; if(second=60) second=0; minite+; while(key1=0) display(); if(key2=0) delay(10); if(key2=0) minite+; if(minite=

14、60) minite=0;hour+; while(key2=0) display(); if(key3=0) delay(10); if(key3=0) hour+; if(hour=24) hour=0; while(key3=0) display(); /*/* 主函数 */*/void main() TMOD=0x02; TH0=0x06; TL0=0x06; TR0=1; ET0=1; EA=1; /中断允许 while(1) if(key4=0) while(key5=1) display1(); if(key5=0) while(key4=1) keyscan(); display(); keyscan(); display(); void t0() interrupt 2 tcnt+; if(tcnt=4000) tcnt=0; second+; if(second=60) second=0; minite+; if(minite=60) minite=0; hour+; if(hour=24) hour=0;