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1、中国计量学院本科毕业设计（论文）基于单片机的电子时钟和温度计设计MCU-based Design of Electronic Clock and Thermometer2郑 重 声 明本人呈交的毕业设计论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。学生签名： 日期： 致 谢本次毕业设计成功完成，要感谢中国计量学院现代科技学院机电系给以资金和其他方面的大力支持。特
2、别感谢金英莲老师在毕业设计过程中对我的帮助和指导。金英莲老师的鼓励和理解，以及在技术上不厌其烦的指导，使我对自己所做的事充满信心和干劲。尤其是金英莲老师启发性的教育方式使我在毕业设计中学到了很多思考问题和解决问题的方法，而这些所具有的价值要远远超过专业知识本身，这些也是我终身受用的。在这里再次向金英莲老师表示衷心的感谢！同时也向在我的毕业设计中帮助过我的同学们表示感谢，我的成功与他们都是分不开的！感谢在我大学四年学习和生活中帮助过我的老师们、同学们和朋友们！谢谢！29基于单片机的电子时钟和温度计设计摘要：钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。本
3、文介绍了基于单片机的电子时钟和温度计设计。系统以 STC89C52为核心，具有日期、星期、时间设置及显示、秒表功能、闹钟功能、背光灯延时设置、环境温度测量及显示功能。硬件电路包括STC89C52单片机小系统电路、LCD1602液晶显示电路、键盘电路、DS18B20 温度传感器测温及显示电路、DS1302电路、蜂鸣器电路几部分模块。再通过C语言编程对各模块进行调试，最后达到设计要求的效果。关键词：电子时钟；STC89C52单片机；LCD1602液晶显示；DS18B20；温度测量；DS1302时钟芯片MCU-based Design of Electronic Clock and Thermome
4、terAbstract： Digital watch has brought great convenience to the life of the people. Studying digital clock and expanding its applications have a very practical significance. In this paper,it introduced the design of the multi-functional electronic clock system and Thermometer.The system with STC89C5
5、2 as the core component has the function of day,week, time to set up and display, the function of Stopwatch,Alarm,the backlight delay to set up and display, Ambient temperature measurement, temperature display.Hardware circuit included STC89S52 small circuit system, LCD1602 LCD circuit, keyboard sca
6、nning circuits, DS18B20 temperature sensors and temperature display circuit , DS1302 circuit and Buzzer circuit modules.And through the c programming language debugging of each module,the final results meet the design requirements.Keywords: Electronic clock;STC89C52 SCM;LCD1602 LCD;DS18B20; temperat
7、ure measurement;DS1302 Clock Chip目 次摘要IABSTRACTII目 次III1 引言11.1 研究现状11.1.1 研究方向11.1.2 国内外研究现状21.1.3 发展趋势31.1.4 研究意义31.2 研究思路51.2.1 理论基础和分析51.2.2 研究设想51.2.3 设计流程和预期成果52 单片机的应用及发展现状73 系统硬件设计83.1 系统功能描述83.2 器件选型83.3 系统模块组成电路123.3.1 单片机最小系统电路133.3.2 液晶显示电路143.3.3 DS18B20测温电路143.3.4 键盘电路模块153.3.5 系统硬件实物图
8、154 系统软件设计174.1 C51语言及其特点174.2 整体程序框图174.3 系统程序流程图175 系统调试245.1 调试过程245.2 调试结果246 总结287 参考文献29附录A：电路原理图30附录B：PCB图31附录C：实物图32附录D：源代码33学位论文数据集65中国计量学院现代科技学院本科毕业设计（论文）1 引言20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，
9、传统的时钟已不能满足人们的需求。多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，有电子闹钟、电子秒表、温度检测等功能。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1。电子时钟是采用数字电路实现对时间、日期数字显示的计时装置，是人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、航站、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。但随着时间的推移，科学技术的不断发展，生活节奏越来越快，竞争日益激烈，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。成为人们日常生活中不可少的必需品，因此，研究电子时钟及扩大其应用，有着非常现实的
10、意义10。1.1 研究现状1.1.1 研究方向电子时钟的设计方法有多种，可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟，还可以利用对单片机编程来实现电子钟等，其中，利用单片机实现的电子时钟具有硬件结构简单、编程灵活、便于电子时钟功能的扩展，即可用该电子时钟发出各种控制信号、精确度高等特点3。多功能电子时钟除了具有时钟的多种功能外具有对环境温度检测的功能，温度是表征物体冷却程度的物理量，也是一种最基本的环境参数。在农工业生产及日常生活中，对温度的测量及控制始终占据着极其重要的地位。目前,典型的温度测控系统由模拟式温度传感器、A/D 转换电路和
11、单片机组成。由于模拟式温度传感器输出的模拟信号必须经过A/D 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，因而使得硬件电路结构复杂，成本较高。而以DS18B20 为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体,直接输出数字量，与单片机接口电路结构简单，广泛使用于距离远、节点分布多的场合，具有较强推广应用价值2。1.1.2 国内外研究现状单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片, 而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括地讲, 一块芯片就成了一台计算机。它体积小、质量轻、价格便宜, 为学习、应用和开发提供了便利条件。世纪跨越了三个“电” 的时代, 即电气时代
12、、电子时代和现已进人的电脑时代。不过, 这里的电脑, 通常是指个人计算机, 简称机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机, 大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。顾名思义, 这种计算机的最小系统只用了一片集成电路, 即可进行简单运算和控制。因为它体积小, 通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中, 起着有如人类头脑的作用, 它出了毛病, 整个装置就瘫痪了。现在, 这种单片机的使用领域已十分广泛, 如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机, 就能起到使产品升级换代的功效, 常在产品名称前冠以形容词“智能型” , 如智能
13、型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品, 不是电路太复杂, 就是功能太简单且极易被仿制。究其原因, 可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上5。单片机应用系统因其优异的性能、高可靠性以及成本低廉被广泛应用于航空航天、工业测控、机器人感觉、数字信号处理、通信等各个技术领域， 然而在比较特殊的应用系统中， 我们不仅希望单片机系统能够完成数据的采集处理， 而且同时还想知道产生这些数据的时刻， 以便于更详细地了解和掌握现场情况， 因此为单片机系统增加数字时钟将是不可回避的一项新型的工程技术6。随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已
14、不能满足人们的需求。多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，有电子闹钟、电子秒表、体温检测等等。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或者数码管显示技术7。数字电子时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，是人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、航站、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、
15、工作、娱乐带来极大的方便。但随着时间的推移，科学技术的不断发展，生活节奏越来越快，竞争日益激烈，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。可以说时间的准确已成为各行业安全运行的基础，如果时间出现误差而不能及时校正，会造成一系列严重的后果和经济损失8温度是一种最基本的环境参数，日常生活和工农业生产中经常要检测温度。传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过A/D 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，使得硬件电路结构复杂，制作成本较高。近年来，美国DALLAS 公司生产的DSl8B20 为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。DSl8B20 集温
