单片机原理及应用课程设计报告.doc

《计算机接口及与技术》大作业
——电子时钟（LCD显示）设计

专 业: 电子信息科学与技术
班 级： 电科1011班
姓 名： 何 燕
学 号： 1020108131
指导老师: 许 洪 华

2013年6月
1、设计任务及要求
1。设计任务
基于AT89C51单片机,制作一个LCD显示的智能电子钟。巩固和加深对单片机原理和计算机接口技术知识的理解；
2.设计要求
1）使用文字型LCD显示当前日期和时间；
2）显示格式为：“年—月—日，时时：分分：秒秒”；
3)用4个功能键操作来设置当前时间,功能键K1—K4功能如下；
K1——选择设置年/月/日,时/分/秒;
K2——加1;
K3—-减1；
K4——确认完成设置；
4）程序执行后LCD显示日历和时间；
5）增加万年历显示“年月日”;
6）增加闹铃功能，时间到则产生音乐声；
7)增加温度传感器显示当前的温度。
3。设计元件:
AT89C52单片机；
LCD采用LM016L16＊2字符型LCD液晶显示器；
采用定时器DS1302；
温度传感器DS18B20；
四个开关；
一个1k排阻。
2、设计的基本方案及步骤
设计方案
此系统以AT89C52单片机为控制核心，通过与DS1302和DS18B20通信获取实时时间和实时环境温度，并将得到的数据通过1602液晶显示出来，同时通过相应的按键调整相应的值。因此本设计可分为以下模块：显示模块、实时时间计算模块、实时环境温度采集模块、报警模块、设置模块（时间设置模块、最高温度设置模块、闹铃设置模块）。
3. 硬件设计
3.1主要元器件介绍
AT89C52单片机;
LCD采用LM016L16*2字符型LCD液晶显示器；
采用定时器DS1302；
温度传感器DS18B20；-
四个开关；
一个1k排阻。
3.2原理图及功能电路介绍
1、 LCD液晶显示模块设计(图1)

图1 LCD1602液晶与单片机的接口电路图
1）1602液晶功耗较小，可直接与单片机接口相接，电源直接与电源电路相接，使用单片机的P0口和P2口与1602进行通信。由于P0口为漏极,所以加个排阻，D0～D7连接P0口，LCD的使能信号端接P2。7，数据/命令端（H/L）接P2。6，读/写选择端（H/L)接P2。5。
2）1602相应功能特性介绍：
（1）+5V电压，对比度可调；
（2）内含复位电路；
（3)提供各种控制命令，如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能;
(4）有80字节显示数据存储器DDRAM；
(5）内建有160个5x7点阵的字型字符发生器CGROM;
（6）8个可由用户自定义的5x7的字符发生器CGRAM；
2、DS1302与单片机的接口电路（图2）：

图2 DS1302与单片机的接口电路
各引脚的功能为：
1—Vcc2：5V电源（当Vcc2>Vcc1+0。2V时,由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2< Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电。）；
2、3—X1、X2 是外接晶振脚（32.768KHZ的晶振)；
4—地（GND）；
6—I/O:数据输入输出口;
5—CE/RST:复位脚;
7—SCLK:串行时钟输入;
8—Vcc1：备用电池端。
3、实时环境温度检测模块设计
DS18B20与单片机的接口电路（图3）:

图3 DS18B20与单片机的接口电路
数据DQ端接在P3.3口。
DS18B20通过单总线实现与单片机的通信，每个DS18B20都有一个唯一的序列号，可以方便的实现组网检测,以9 位数字量的形式反映器件的温度值.DS18B20 通过一个单线接口发送或接收信息,因此在中央微处理器和DS18B20 之间仅需一条连接线（加上地线）。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。
所以多只DS1820 可以同时连在一根单线总线上,这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在HVAC 环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用.
4、报警(闹铃）模块设计
蜂鸣器与单片机的接口电路（图4）：

图4蜂鸣器与单片机的接口电路图
报警（闹铃)模块采用单片机输出一定频率的方波从而使蜂鸣器发出声音。
5、设置模块设计
各按键与单片机的接口电路（图5）:

图5各按键与单片机的接口电路
设置模块采用四个按键k1、k2、k3、k4与P1^4、P1^5、P1^6、P1^7相接组成独立按键。
4。 软件设计
4。1 设计思想
软件设计是本设计的关键，因为此系统的程序涉及的模块较多，所以程序编写也采用模块化设计.C语言具有编写灵活、移植方便、便于模块化设计的特点，所以此系统的软件采用C语言编写。在此系统中共分为以下几个模块：LCD液晶显示模块，时间采集模块,报警及闹钟模块,实时温度检测模块，系统设置模块。

4.2软件流程图
1）系统总流程图

2)LCD显示流程图

3)报警和闹钟流程图

4)温度流程图

5）设置流程图

5、 实验仿真图
1、 显示实时时间：

2、 实时温度:

3、 时间设置:

4、
附录:源程序

5. 调试运行

6. 设计心得体会
在此次课程设计实训期间，很大程度上提高了我们自主学习和思考的能力，从中我们受益匪浅,同时，巩固了我们这学期以来所学的理论课程，让我们找到了求知的乐趣，明白了带我们的的老师们的良苦用心和殷切希望。本次课程设计中所涉及的大部分知识，是在已有知识的基础上，通过查阅相关资料和网上资源，经过反复思考,经融合而得出的。本次课程设计实训切实体现了将课本所学知识运用到实际生活中的价值所在！

7。 参考书目：
[1］ 肖金球. <〈单片机原理与接口技术>〉.［M].北京：清华大学出版社，2004.12
[2] 王小建、胡长胜，<〈单片机设计与应用>>［M］,北京：清华大学出版社，2010.8。
[3］ 凌志浩、张建正，<〈AT89C52单片机原理与接口技术>〉［M］,北京：高等教育出版社,2011。3.
［4］ 朱清慧,<<Proteus显示控制系统设计与实例>>[M］，北京：清华大学出版社,2011。5.