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1、0目录目录1 1 前言前言.1 12 2 总体方案设计总体方案设计 .2 22.1 方案比较.2 2.2 方案论证和方案选择.33 3 硬件接口设计硬件接口设计 .4 43.1 各硬件功能介绍及电路设计.4 3.1.1 DS18B20 温度传感器 .4 3.1.2 串口通信电路 .4 3.1.3 按键电路 .5 3.1.4 LED 显示电路 .6 3.1.5 单片机 STC89C52 .6 3.1.6 IIC 的存储电路 .7 3.2 电路参数的计算及元器件的选择.8 3.3 特殊器件的介绍.8 3.3.1 DS18B20 芯片介绍 .8 3.3.2 STC89C52 单片机介绍 .9 3.3
2、.3 24C02 存储器介绍 .104 4 软件设计软件设计 .12124.1 软件设计原理及设计所用工具.12 4.2 软件设计流程图 .12 4.3 KEILC与PROTEL简介 .135 5 系统调试系统调试 .14145.1 系统硬件调试 .14 5.2 系统软件调试 .146 6 系统功能、指标参数系统功能、指标参数 .15157 7 结论结论 .18188 8 总结与体会总结与体会 .19199 9 参考文献参考文献.2020附录一 .21 附录二 .24第 页1西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告1 前言前言本次课程设计是为了锻炼我们的动手能力，加强对硬件电路的设计、制作能
3、力，巩固以往所学的模电、数电等电路理论知识，从实践操作中，掌握电子产品的常规设计开发流程，提升对电子产品系统规划的整体认知，由实验室课题制作的理解转化为公司化产品开发流程的实际操作。本设计为带温度的数字钟，在日常生产生活中应用广泛，作为基础性功能产品，带温度的数字钟在农业大棚、工业流水线、环境监测设备、仓储等方面发挥着重要作用，国外带温度检测报警的智能化系统具备相当先进的发展水平，我国的同类系统也在飞速发展中，并逐渐深入各行各业，渗透到各种产品体系中，为电子工业发展提供重要助力。现在是一个知识爆炸的新时代，在这快速发展的年代，时间对人们来说是越来越宝贵，在快节奏的生活时，人们往往忘记了时间，一
4、旦遇到重要的事情而忘记了时间，这将会带来很大的损失。因此我们需要一个定时系统来提醒这些忙碌的人。数字化的钟表给人们带来了极大的方便。 单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的，人们对数字钟的功能及工作顺序都非常熟悉。但是却很少知道它的内部结构以及工作原理。由单片机作为数字钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号进行计时实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。通过键盘可以进行定时、校时功能。输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管显示技术。高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英晶振技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常
5、调校。数字式电子钟用集成电路计时和译码，代替了传统时钟的“机械式传动”装置，用 LED 数码管或液晶显示器代替传统的指针式显示器，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，具有简单、方便的校时功能。近年来，随着科技的发展和社会的进步，人们对计时器的要求也越来越高，多功能计时器不论在性能还是在样式上都发生了质的变化，为人们的生活带来便利。第 页2西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告2 总体方案设计总体方案设计2.1 方案比较方案比较方案一：图 2.1 基于 LCD 的设计框图该方案是用 LCD 进行显示的，内部包括了时钟电路，电源电路，温度检测等，核心是单
6、片机，运用 keilc 进行编程。报警电路用的是二极管代替的，按键设置能够自由的设计门限值。 方案二：图 2.2 基于 LED 的设计框图方案二运用的 LED 灯作为显示部分，其他的和方案一相同。按键电路 LCD显示IIC电路电源电路温度检测时钟电路报警电路MC52单片 机按键电路 LED显示IIC电路电源电路温度检测时钟电路报警电路MC52单片 机第 页3西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告2.2 方案论证和方案选择方案论证和方案选择LED 是发光二极管属于二极管的一种,lcd 是液晶显示屏,两者相差太多.但是用 LED的点阵也能组成显示器,适用于户外大屏幕显示,分辨率较低。LED 显
7、示器与 LCD 显示器相比，LED 在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED 与 LCD的功耗比大约为 1:10，而且更高的刷新速率使得 LED 在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达 160的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、VCD、DVD 等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。有机LED 显示屏的单个元素反应速度是 LCD 液晶屏的 1000 倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下 40 度的低温。利用 LED 技术，可以制造出比 LCD 更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用前景。所以综合考虑，我们选择用基于 LED
8、的方案一更为合适。设计直接用单片机编程，用硬件电路搭建方便，通过 STC89C52 单片机编写程序，将预定功能一一实现。这样可以大大简化系统结构，降低材料的成本。提高系统的先进性和可靠性，能实现控制器的系统编程。第 页4西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告3 硬件接口设计硬件接口设计3.1 各硬件功能介绍及电路设计各硬件功能介绍及电路设计3.1.1 DS18B20 温度传感器温度传感器DS18B20 的核心功能是它的直接读数字的温度传感器，温度传感器的精度为用户的可编程的 9，10，12 位，分别为 0.5，0.25，0.125 和 0.0625 度增量递增， ，在上电状态下默认的精度为
9、 12 位。DS18B20 上电后保持低电耗的默认状态。123J15DS18b20R23 5.1KWRVCC图 3.1 温度传感器电路图3.1.2 串口通信电路串口通信电路RS232 串口通信通过 CPU 发送控制信号控制 RS232 的发送和接受。串口的工作方式有：方式 0 (00)：同步移位寄存器方式（用于扩展 I/O）方式 1(01):8 位异步收发，波特率可变（由定时器控制）方式 2(10):9 位异步收发，波特率为 Fosc/64 或 Fosc/32方式 3(11):9 位异步收发，波特率可变（由定时器控制）RS-232 下载电路主要有串口和 MAX232 构成。J1_1 为串口接口，一端连接 MAX232，另一端通过串口线和电脑连接。J1 为下载接口，通过杜邦线可以与单片机的 TXD 和RXD 相连接。第 页5西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告162738495J1D
