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0《单片机与接口技术》课程设计报告课题名称LCD显示的电子钟学院自动控制与机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级2010级（六）班姓名学号时间2013.1.7-2013.1.181摘摘要要单片机就是微控制器，是面向应用对象设计、突出控制功能的芯片。单片机接上晶振、复位电路和相应的接口电路，装载软件后就可以构成单片机应用系统。将它嵌入到形形色色的应用系统中，就构成了众多产品、设备的智能化核心。本课程设计就是应用单片机强大的控制功能制作LCD智能电子钟，该电子钟包括三大功能：实时显示年、月、日、时、分、秒；实时监测环境温度（可根据需要启动高温报警功能）；电子闹钟。本设计采用的是AT89C52单片机，该单片机采用的MCU51内核，因此具有很好的兼容性，内部带有8KB的ROM，能够存储大量的程序。计时芯片采用DALLAS公司的涓细充电时钟芯片DS1302，该芯片通过简单的串行通信与单片机进行通信，时钟/日历电路能够实时提供年、月、日、时、分、秒信息，采用双电源供电，当外部电源掉电时能够利用后备电池准确计时。温度检测采用DALLAS公司的数字化温度传感器DS18B20，该芯片采用的是独特的“一线总线”的方式与单片机进行通信，一线总线独特而且经济的特点，是用户可以轻松的组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新的概念。实时温度采用一线总线的方式传输大大提高了信号的抗干扰性，分辨率可通过软件设置，其小巧的体积为各种环境下测量温度提供了方便。显示器件采用通用型1602液晶，可显示32个字符，如果使用数码管来做显示器件需消耗大量的系统资源，因此采用低功耗的1602液晶，该液晶显示方便，功能强大，完全能满足数字万年历的显示要求。通过此次课程设计能够更加牢固的掌握单片机的应用技术，增强动手能力、硬件设计能力以及软件设计能力。2目录一、设计任务及要求...............................................................................................................................................31.设计任务.......................................................................................................................................................32.设计要求.......................................................................................................................................................3二、设计的基本方案及步骤...................................................................................................................................31.设计方案.......................................................................................................................................................32.设计步骤.......................................................................................................................................................5三、系系统统硬硬件件电电路路设设计计...........................................................................................................................................511、、LCD液晶显示模块设计..............................................................................................................................62、实时时间计算模块设计.............................................................................................................................63、实时环境温度检测模块设计.....................................................................................................................74、报警（闹铃）模块设计.............................................................................................................................85、设置模块设计.............................................................................................................................................8四、系统软件设计...................................................................................................................................................8五、系系统统硬硬件件仿仿真真运运行行情情况况图图..............................................................................................................................11结束语：.................................................................................................................................................................15参考文献：.............................................................................................................................................................15附录一：电路原理图.............................................................................................................................................16附录二：源程序代码.............................................................................................................................................163一、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。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。二、设计的基本方案及步骤1.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）。总体设计图框（图1）：4图1总体设计框图下面对各个模块逐一进行分析：1）液晶显示模块1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等点阵型液晶模块。它有若干个5x7或5x11点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。1602的驱动电路带有11条指令，可以很方便的控制液晶的实现效果，如：清屏、左移、右移、光标显示。而且1602显示的字符在下一条指令为到来之前不会改变，也就能够维持显示的字符，1602液晶占用的系统资源也少。故采用1602液晶组成此设计的显示模块。2）实时时间计算模块DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、月和年，一个月小于31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。利用单片机强大的控制功能就可实现实时计时的功能，而且消耗的系统资源少，程序简单。3）实时环境温度采集模块DS18B20是美国DALLAS公司生产的数字温度传感器，采用单总线的接口方式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。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。测量温度范围宽，测量精度高，在使用中不需要任何外围元件，支持多5点组网功能。多个DS18B20可以并联在惟一的单线上，实现多点测温，供电方式灵活。DS18B20可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构趋于更简单，可靠性更高。因此非常适合本系统使用。4）报警（闹铃）模块此模块采用无源蜂鸣器实现，只要编写相应的程序即可实现发出不同频率的声音。5）设置模块因设置模块只需编写相应的程序外加相应的按键即可实现，实现方法较简单，在此不再介绍。2.设计步骤1）首先根据设计要求，分析电子钟的工作原理，然后查阅相关元件资料及文献。如LC