【2017年整理】多功能气温计

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1、 多功能气温计一、摘要该设计方案是以 89c52单片机为核心，采用 ds1302控制显示系统，ds18b20 控制温度采集模块，辅于日期提醒、键盘时间调整预设置等模块，所构建的数字时钟系统，能动态显示实时时钟的年、月、日、时、分、秒，对蜂鸣器与温度调节模块进行了重点设计，实现按键控制时钟正常显示，调时等设置。本系统设计大部分功能有软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性也得大大提高。二、引言单片机技术是当今电子信息产业发展最迅速的领域，也是应用电子技术专业的一门重要课程。高职应用电子技术专业更注重学生理论联系实际，进行动手操作的能力，因此教学和实验应该满足这样的需求。本方案是针对单片机原理课程为

2、主的单片机模块化创新电子综合实验，从基本项目开始，由易到难，让学生真正掌握单片机应用开发的相关技术，具备独立设计和制作简单的单片机相关产品的能力。三、方案分析及论证按照系统设计的要求和功能，将系统分为主控模块、时钟电路模块、按键扫描模块、蜂鸣器模块、电源电路、复位电路、晶振电路几个模块，系统框图如下。主控模块采用AT89C52 单片机，按键模块几个按键用于调整时间和设定闹钟，显示模块采用 DS18B20，时钟电路模块采用 DS1302 实时实现对时间，日期的操作。晶振电路复位电路主控模块AT89C52按键扫描模块蜂鸣器电路显示模块时钟电路（1）气温计采用 DS18B20 作为测温元件，要求通过

3、功能键 K2 控制实现气温显示；温度测量值每秒钟更新 1 次；（2）日历和时钟采用 DS1302 进行控制显示，通过功能键 K3、K4 控制分别实现“年月日”和“时分秒”显示；（3）要求设置启动键 K1 和停止键 K16，启动键和功能键实现联锁控制（即启动键按下后功能键按下才有效） ；（4）初始状态时，数码管不显示，8 个流水灯全灭，蜂鸣器不响，继电器、直流电机、步进电机均不工作；要求启动键 K1 按下，数码管显示全 8 并按 500ms 亮灭闪烁，8 个流水灯也按 500ms 亮灭闪烁；停止键 K16 按下后回复初始状态；（5）按下 K4 键进行“时分秒 ”显示时，可以通过 K5、 K6 键

4、进行小时和分钟时间的校正；要求能够整点报时（即分钟为 59，秒为 55、56、57、58 时蜂鸣器短鸣 4 声，秒为 59 时长鸣 1 声） ；如果时间显示到“23-59-59”秒时，直流电动机启动 10 秒钟后关闭；（6）按下 K2 键显示气温时，要求温度超过 35 度时，蜂鸣器“滴滴”慢速连续鸣响；温度低于 0 度时，蜂鸣器“滴滴滴滴”急促连续鸣响；温度为 035 度时，蜂鸣器不响。（7）要求按下启动键 K1、功能键 K2、K3、K4 和停止键 K16 时，蜂鸣器短促响一声。四、电路原理分析1、AT89C52 单片机AT89C52 是 51 系 列 单 片 机 的 一 个 型 号 ， 它

5、是 ATMEL 公 司 生 产 的 。AT89C52 是 一 个 低 电 压 ， 高 性 能 CMOS 8 位 单 片 机 ， 片 内 含 8k bytes 的 可 反 复 擦写 的 Flash 只 读 程 序 存 储 器 和 256 bytes 的 随 机 存 取 数 据 存 储 器 （ RAM） ， 器 件 采用 ATMEL 公 司 的 高 密 度 、 非 易 失 性 存 储 技 术 生 产 ， 兼 容 标 准 MCS-51 指 令 系 统 ， 片内 置 通 用 8 位 中 央 处 理 器 和 Flash 存 储 单 元 ， 功 能 强 大 的 AT89C52 单 片 机 可 为 您 提供

6、 许 多 较 复 杂 系 统 控 制 应 用 场 合 。 AT89C52 有 40 个 引 脚 ， 32 个 外 部 双 向 输 入 /输 出 （ I/O） 端 口 ， 同 时 内 含 2 个 外中 断 口 ， 3 个 16 位 可 编 程 定 时 计 数 器 ,2 个 全 双 工 串 行 通 信 口 ， 2 个 读 写 口 线 ， AT89C52 可 以 按 照 常 规 方 法 进 行 编 程 ,但 不 可 以 在 线 编 程 (S 系 列 的 才 支 持 在 线 编 程 )。 其将 通 用 的 微 处 理 器 和 Flash 存 储 器 结 合 在 一 起 ， 特 别 是 可 反 复 擦

7、写 的 Flash 存 储 器可 有 效 地 降 低 开 发 成 本 。兼 容 MCS51 指 令 系 统 8k 可 反 复 擦 写 (1000 次 ） Flash ROM 32 个 双 向 I/O 口 256x8bit 内 部 RAM 3 个 16 位 可 编 程 定 时 /计 数 器 中 断 时 钟 频 率 0-24MHz 2 个 串 行 中 断 可 编 程 UART 串 行 通 道 2 个 外 部 中 断 源 共 6 个 中 断 源 2 个 读 写 中 断 口 线 3 级 加 密 位 低 功 耗 空 闲 和 掉 电 模 式 软 件 设 置 睡 眠 和 唤 醒 功 能 AT89C52P 为

8、 40 脚 双 列 直 插 封 装 的 8 位 通 用 微 处 理 器 ， 采 用 工 业 标 准 的 C51 内 核， 在 内 部 功 能 及 管 脚 排 布 上 与 通 用 的 8xc52 相 同 ， 其 主 要 用 于 会 聚 调 整 时 的 功 能 控制 。 功 能 包 括 对 会 聚 主 IC 内 部 寄 存 器 、 数 据 RAM 及 外 部 接 口 等 功 能 部 件 的 初 始 化， 会 聚 调 整 控 制 ， 会 聚 测 试 图 控 制 ， 红 外 遥 控 信 号 IR 的 接 收 解 码 及 与 主 板 CPU 通信 等 。 主 要 管 脚 有 ： XTAL1（ 19 脚

9、） 和 XTAL2（ 18 脚 ） 为 振 荡 器 输 入 输 出 端 口 ，外 接 12MHz 晶 振 。 RST/Vpd（ 9 脚 ） 为 复 位 输 入 端 口 ， 外 接 电 阻 电 容 组 成 的 复 位 电路 。 VCC（ 40 脚 ） 和 VSS（ 20 脚 ） 为 供 电 端 口 ， 分 别 接 +5V 电 源 的 正 负 端 。 P0P3 为 可 编 程 通 用 I/O 脚 ， 其 功 能 用 途 由 软 件 定 义 ， 在 本 设 计 中 ， P0 端 口 （ 3239 脚 ） 被 定 义 为 N1 功 能 控 制 端 口 ， 分 别 与 N1 的 相 应 功 能 管 脚

10、相 连 接 ， 13 脚 定 义 为IR 输 入 端 ， 10 脚 和 11 脚 定 义 为 I2C 总 线 控 制 端 口 ， 分 别 连 接 N1 的 SDAS（ 18 脚） 和 SCLS（ 19 脚 ） 端 口 ， 12 脚 、 27 脚 及 28 脚 定 义 为 握 手 信 号 功 能 端 口 ， 连 接主 板 CPU 的 相 应 功 能 端 ， 用 于 当 前 制 式 的 检 测 及 会 聚 调 整 状 态 进 入 的 控 制 功 能 。P0 口P0 口 是 一 组 8 位 漏 极 开 路 型 双 向 I/O 口 ， 也 即 地 址 /数 据 总 线 复 用 口 。 作 为 输 出

11、口用 时 ， 每 位 能 吸 收 电 流 的方 式 驱 动 8 个 TTL 逻 辑 门 电 路 ， 对 端 口 P0 写 “1”时 ， 可 作 为 高 阻 抗 输 入 端 用 。在 访 问 外 部 数 据 存 储 器 或 程 序 存 储 器 时 ， 这 组 口 线 分 时 转 换 地 址 （ 低 8 位 ） 和 数 据总 线 复 用 ， 在 访 问 期 间 激 活 内 部 上 拉 电 阻 。在 Flash 编 程 时 ， P0 口 接 收 指 令 字 节 ， 而 在 程 序 校 验 时 ， 输 出 指 令 字 节 ， 校 验 时 ，要 求 外 接 上 拉 电 阻 。P1 口P1 是 一 个 带

12、 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ， P1 的 输 出 缓 冲 级 可 驱 动 （ 吸 收 或输 出 电 流 ） 4 个 TTL 逻 辑门 电 路 。 对 端 口 写 “1”， 通 过 内 部 的 上 拉 电 阻 把 端 口 拉 到 高 电 平 ， 此 时 可 作 输 入 口。 作 输 入 口 使 用 时 ， 因 为 内 部 存 在 上 拉电 阻 ， 某 个 引 脚 被 外 部 信 号 拉 低 时 会 输 出 一 个 电 流 (IIL)。 与 AT89C51 不 同 之 处 是 ， P1.0 和 P1.1 还 可 分 别 作 为 定 时 /计 数 器 2 的 外 部计

13、数 输 入 （ P1.0/T2） 和 输 入 （ P1.1/T2EX） ，参 见 表 1。Flash 编 程 和 程 序 校 验 期 间 ， P1 接 收 低 8 位 地 址 。P2 口P2 是 一 个 带 有 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ， P2 的 输 出 缓 冲 级 可 驱 动 （ 吸 收 或输 出 电 流 ） 4 个 TTL 逻 辑门 电 路 。 对 端 口 P2 写 “1”， 通 过 内 部 的 上 拉 电 阻 把 端 口 拉 到 高 电 平 ， 此 时 可 作 输 入口 ， 作 输 入 口 使 用 时 ， 因 为 内 部 存 在 上 拉 电 阻 ， 某

14、个 引 脚 被 外 部 信 号 拉 低 时 会 输 出 一 个电 流 (IIL)。在 访 问 外 部 程 序 存 储 器 或 16 位 地 址 的 外 部 数 据 存 储 器 （ 例 如 执 行 MOVX DPTR 指 令 ） 时 ， P2 口 送 出 高 8 位 地 址 数 据 。 在 访 问 8 位 地 址 的 外 部 数 据 存 储 器 （ 如 执行 MOVX RI 指 令 ） 时 ， P2 口 输 出 P2 锁 存 器 的 内 容 。Flash 编 程 或 校 验 时 ， P2 亦 接 收 高 位 地 址 和 一 些 控 制 信 号 。P3 口P3 口 是 一 组 带 有 内 部 上

15、拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 。 P3 口 输 出 缓 冲 级 可 驱 动 （ 吸 收或 输 出 电 流 ） 4 个 TTL 逻辑 门 电 路 。 对 P3 口 写 入 “1”时 ， 它 们 被 内 部 上 拉 电 阻 拉 高 并 可 作 为 输 入 端 口 。 此时 ， 被 外 部 拉 低 的 P3 口 将 用 上 拉 电 阻 输 出 电 流 （ IIL） 。P3 口 除 了 作 为 一 般 的 I/O 口 线 外 ， 更 重 要 的 用 途 是 它 的 第 二 功 能P3 口 还 接 收 一 些 用 于 Flash 闪 速 存 储 器 编 程 和 程 序 校 验 的 控 制

16、信 号 。RST复 位 输 入 。 当 振 荡 器 工 作 时 ， RST 引 脚 出 现 两 个 机 器 周 期 以 上 高 电 平 将 使 单 片 机 复 位。ALE/PROG当 访 问 外 部 程 序 存 储 器 或 数 据 存 储 器 时 ， ALE（ 地 址 锁 存 允 许 ） 输 出 脉 冲 用 于 锁 存 地址 的 低 8 位 字 节 。 一 般 情 况 下 ， ALE 仍 以 时 钟 振 荡 频 率 的 1/6 输 出 固 定 的 脉 冲 信 号， 因 此 它 可 对 外 输 出 时 钟 或 用 于 定 时 目 的 。 要 注 意 的 是 ： 每 当 访 问 外 部 数 据 存 储 器 时 将跳 过 一 个 ALE 脉 冲 。 对 Flash 存 储 器 编 程 期 间 ， 该 引 脚 还 用 于 输 入 编 程 脉 冲 （ PROG） 。 如 有 必 要 ， 可 通 过 对 特 殊 功 能 寄 存 器 （ SFR） 区 中 的