某某工学院自主实验单片机多功能定时系统.doc

绪 论 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到生活工作科研等各个领域，已经成为一种比较成熟的技术 关键字：单片机、LCD显示器、时钟模块、温度传感器 1 主要设计及硬件方案 1.1 总体设计 启动系统，LCD可以显示年、月、日、周、时、分、秒等时间信息，同时可以实时显示环境温度；通过按键选择需要修改的时间信息，并通过按键修改。 图1 系统框图 1.2 硬件方案 时钟芯片选择DS1302芯片，DS1302的结构、工作原理及其在实时显示时间中的应用。它可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。 温度传感器选择DS18B20芯片，DS18B20具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。 键盘部分，系统通过按键选择需要修改的时间信息，并通过按键修改。 显示模块部分，系统通过用LCD显示年、月、日、周、日、时、分、秒和温度。 2 硬件设计 2.1 单片机主电路 2.1.1 主电路连接图 图2 连接图 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，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 在本设计中，X1（19脚）是振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 X2（18脚）是振荡器反相放大器的输出端。EA/VP（31脚）是外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V 编程电压Vpp。RSTET（9脚）是复位输入。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。 2.1.2 P0 ,P1端口及其作用 　　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 是一个带内部上拉电阻的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 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低8 位地址。 2.2 键盘电路 2.2.1 键盘连接图 图4 连接图 通过按键，设置LCD显示时间、温度等信息。并且可以通过键盘修改LCD显示屏的时间。 2.2.2 关键点 按键的触点在闭合和断开时均会产生抖动，这时触点的逻辑电平是不稳定的，如不妥善处理，将会引起按键命令的错误执行或重复执行。 连击是指操作者按下某一键但没有释放该键，则该键对应的功能将反复被执行，好像操作者在连续操作该键一样。由于单片机的速度较快，这种情况很容易发生。连击在很多情况下是不允许的，它使操作者很难准确地进行操作。解决连击的关键是一次按键只让它响应一次，该键不释放就不执行第二次。 2.3 时钟模块 2.3.1 时钟模块连接图 图3 连接图 调试程序时可以不加电容器，只加一个32.768kHz 的晶振。只是选择晶振时，不同的晶振，误差也较大。另外，还可以在上面的电路中加入DS18B20，同时显示实时温度。只要占用CPU一个口线即可。 LCD还可以换成LED，还可以使用北京卫信杰科技发展有限公司生产的10位多功能8段液晶显示模块LCM101，内含看门狗(WDT)/时钟发生器及两种频率的蜂鸣器驱动电路，并有内置显示RAM，可显示任意字段笔划，具有3－4线串行接口，可与任何单片机、IC接口。功耗低，显示状态时电流为2μA (典型值)，省电模式时小于1μA，工作电压为2.4V～3.3V，显示清晰。 2.3.2 引脚功能 在