单片机与接口技术课程设计(LCD显示的电子钟、多功能多拓展)精要.doc

《单片机与接口技术》 课程设计 学院 专业 班级 姓名 学号 时间 摘 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。 目 录 一、设计任务及要求 4 1.设计任务 4 2.设计要求 4 3.设计元件 4 二、设计的基本方案及步骤 4 1.设计方案 4 2.设计步骤 6 三、系统硬件电路设计 6 1、LCD液晶显示模块设计 6 2、实时时间计算模块设计 6 3、实时环境温度检测模块设计 7 4、报警（闹铃）模块设计 8 5、设置模块设计 8 四、系统软件设计 8 五、系统硬件仿真运行情况图 11 结束语： 16 参考文献： 16 附录一：电路原理图 17 附录二：源程序代码 17 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）。 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.