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1、 . . . 液晶LCD电子钟设计 姓名：余兴强、林贞涛、林环宇专业：光电子专业技术与科学辅导教师：育钊、伟、邦完成日期： 2013 年 8 月2 日 目录引言、. .4一、 方案设计与方案论证1.时钟温度的总体设计思路.5 2.时钟温度系统方案论证.5 1)时钟系统方案选择.5 2)单片机的选择.5 3)显示系统的方案比较.5 4)闹铃系统的方案比较.6 5)温度系统方案选择.6 6)键盘控制方案选择.6 7)呼吸灯系统方案选择.7 3.时钟温度系统总体设计. 7二硬件设计部分 1.单片机最小系统电路设计.7 1)单片机芯片选择.7 2)单片机管脚说明.8 3)单片机最小系统.10 2.时钟
2、系统电路设计.11 3.温度系统电路.11 1）温度芯片的选择.11 2）DS18B20部结构描述.11 3）DS18B20温度系统电路.12 4.键盘控制系统设计.13 5.闹钟电路系统设计.13 6.液晶显示系统设计.13 1）1602液晶显示简介.13 2）1602引脚说明.14 3）1602液晶显示特性.14 4）12864F液晶显示电路.15 7.总体硬件系统设计.15三软件设计部分 1.主程序.16 2.液晶程序.16 3.时钟数据处理程序.17 4.DS18B20温度数据处理程序.17 5.键盘控制程序.17 6.液晶显示程序.17 7.其他程序.18 8.程序中的注意点.18四
3、软硬件调试部分 1.软件调试.18 2.硬件调试.19五 总结与体会.19参考文献.20 附件：.20LCD液晶时钟设计原理电路图.20 另外再附上我们的PCB图.21 六.LCD液晶时钟设计部分参考程序.21摘要 我们设计的LCD时钟温度系统是由中央控制器、温度检测器、时钟系统、闹铃设定系统、显示器以与键盘部分组成。控制器采用单片机AT89C51，温度检测部分采用DS18B20温度传感器、用LCD1602液晶显示作为显示器，用压电式蜂鸣器构成闹铃。单片机通过外部设定时间获取时间数据，对数据处理后显示时间；单片机再把时间数据和温度数据传送到LCD液晶显示屏上显示；还可以设定闹铃，到设定时间发出
4、闹铃声；不仅如此，1602还可以显示星期、年月日、时分秒；4x4矩阵键盘可以设定年月日，时间，闹铃。关键字：LCD1602 AT89c51 DS18B20 温度 时间 星期1.引言随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计是数据采集与处理，矩阵键盘控制，显示系统与闹铃系统与单片机有效结合，本设计是通过在“单片机原理与应用”课堂上学习的知识的综合应用，以与查阅资料，培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维，把学到的知识
5、应用到日常生活当中。在设计的过程中，不断的学习，思考和同学间的相互讨论，运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难，掌握单片机系统一般的开发流程，学会对常见问题的处理方法，积累设计系统的经验，充分发挥教学与实践的结合。全能提高个人系统开发的综合能力，开拓了思维，为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。一 方案设计与方案论证1.时钟温度的总体设计思路 按照系统的设计功能要求，本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力配合按键控制，来控制时钟、温度，闹铃的调整与显示。获得时钟温度数据信息，单片机对其进行一系列的处理，最后通过液晶显示出来。2.时钟温度系统方案论证 2
6、.1时钟系统方案选择方案1：通过单片机部的定时器/计数器，用软件实现，直接用单片机的定时器编程以实现时钟；方案2：用专门的时钟芯片实现时钟的记时，再把时间数据送入单片机，由单片机控制显示。虽然使用专用时钟芯片硬件的精度很高，软件编程也很简单，但是成本相对使用软件来说大大增加了。用软件实现时钟硬件线路简单，虽然程序运行的每一步都需要时间，或多或少都会影响记时的准确度，但是比赛时对于精度的要求不高，而且复杂的软件编程有利于培养我们学生的能力，不仅如此，软件实现大大降低了成本。综上所述，选择方案1.2.2单片机的选择对于单片机的选择，STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设
7、计的ARMCortex-M3核。虽然功能强大，但是费用也较高。；51系列单片机的ROM为4K，足以满足我们的设计需求，并且平时接触过得主要都是51单片机，对于它的参数比较熟悉，运用起来更加方便。我们选择51系列的单片机。2.3 显示系统的方案比较 方案1：用数码管或LED显示。 方案2：用液晶1602显示。方案3：用液晶12864显示。 时钟和温度的显示可以用数码管或LED，而且价格便宜。但是数码管的只能显示简单的设计的系统，与我们设计要求也不相符。有很多东西需要显示，还是用显示功能更好的液晶显示器比较好，它能显示更多的数据，用1602液晶显示数据有限，显示数据的可读性不好，但是足以满足现阶段
8、所需。用可以显示汉字的12864液晶显示器还可以增加显示信息的可读性，让人看起来会很方便。另外它们在价格上差距很大，考虑成本我们首选1602。因此我们选择方案2。2.4 闹铃系统的方案比较方案1：用压电式蜂鸣器实现闹钟铃声。方案2：用电磁式蜂鸣器实现闹钟铃声。压电式蜂鸣器，用的是压电材料，即当受到外力导致压电材料发生形变时压电材料会产生电荷。同样，当通电时压电材料会发生形变。电磁式蜂鸣器，主要是利用通电导体会产生磁场的特性，用一个固定的永久性磁铁与通电导体产生磁力推动固定在线圈上的鼓膜。两种蜂鸣器发音原理不同，压电式结构简单但是音调单一音色差，适用于报警器等设备。而电磁式由于音色好，所以多用于语音、音乐等设备。但是电磁式价格远远高于压电式，考虑成本以与所需实现的功能，我们选择方案1。2.5 温度系统方案选择方案1：用热敏电阻等测温元件测出电压，再转换成对应的温度。需要比较多的外部元件支持，且硬件电路复杂，制作成本相对较高。方案2：用DS18B20直接测温。DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。经比较，我们选择方案2。温度实现只能通过外部的温度传感器来实现。经上网查阅与市场考察，DS18b20体积小，只有3只脚，电路接法简单。部含有寄存器为我们设计实
