毕业设计：电子温度计台历.doc

1、国家示范性高等职业院校电子温度计台历姓名年级2010专业电子信息工程技术电话EMAIL志当高学当勤能必强技必精电子温度计台历论文2XXXX学院毕业设计（论文）任务书电子信息工程系（部）电子信息工程技术专业2010电子信息工程技术班学生学号一、毕业设计（论文）题目电子温度计台历二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期2012年11月1日起至2013年5月20日止三、毕业设计（论文）进行地点四、任务书的内容设计目的电子台历是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，节省了电能。因此得到了广泛的使用。数字钟是一种典型的数字

2、电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。通过设计加深对数字电子技术的认识。我们此次设计电子台历是为了了解时钟芯片DS1302和12864液晶的原理，加深对我们所学知识的了解和认识、以及知识迁移的能力。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路，通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法，以及各种电路之间是怎样联系起来的。设计任务设计指标1时间以24小时为一个周期；2显示时、分、秒；3具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；4计时过程具有报时功能，当时间到达整点进行蜂鸣报

3、时；5为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。电子温度计台历论文3设计要求1显示室内温度，精度05度；2显示实时时钟，可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能，可调整时间、日期；3设置闹钟三个以上；4具有温度报警功能；说明1显示屏采用12664规格2时间和日期的显示格式可自定义工作日程安排2012111520121220查找相关书籍、参考文献，了解设计原理。2012122120121230进行模拟仿真2013010120130115编写程序，实现功能2013012620130510写论文，上交设计作品设计（论文）要求要求提供以下设计资料，汇报设计与制

4、作的全过程，附上有关资料和图纸，有设计心得体会并装订成册1摘要所做的设计如有特别之处，一定要挑明；2原理框图3元器件明细表及参数选择4各功能块电路图5PCB文件生成与打印输出6操作原理简要说明7调试的结果是否满足设计要求电子温度计台历论文4学生开始执行任务书日期200年月日指导教师签名年月日学生送交毕业设计（论文）日期200年月日教研室主任签名年月日学生签名年月日电子温度计台历论文5目录1绪论711电子台历的背景712电子台历的意义813电子台历的应用82整体设计方案选择821555定时器方案822单片机方案103数字钟的硬件设计1431最小系统设计14312数据存储器RAM15313程序存储

5、器ROM15314定时/计数器ROM15315并行输入输出I/O口15316全双工串行口15317中断系统16318时钟电路1632显示器17321液晶显示模块概述17322外形尺寸17323模块引脚说明1733时钟芯片130218331DS1302时钟芯片简介18333DS1302的工作原理19334DS1302的寄存器和控制命令19335DS1302内部寄存器列表2034DS18B20测温系统21341DS18B20简介21342DS18B20的内部结构及工作原理2235键盘控制电路23电子温度计台历论文636供电系统2437语音报时系统2438红外遥控设计274数字钟的软件设计2741系

6、统软件设计流程图28411主函数程序流程图和效果图28412主函数程序编写294212864LED显示函数29421显示函数程序流程图30422显示函数程序编写3043DS1302函数30431DS1302程序流程图3144DS18B20温度采集31441DS18B20温度采集流程图31443DS18B20函数编写324521时间设置菜单显示324522时间设置菜单显示函数编写324531时间设置菜单显示334532闹钟设置菜单显示函数编写334531红外遥控334532红外遥控函数编写33致谢35附录37电子温度计台历论文7电子温度计台历（柳州职业技术学院电子信息工程系）摘要随着科技的快速发

7、展，时间的流逝，至从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路DS1302。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用35V电压供电。综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。关

8、键词时钟电钟DS1302DS18B20动态扫描1绪论11电子台历的背景作为中国一种传统的东西，挂历在人们心中一直有着特殊的含义。因为挂历除了有查阅日期、方便记事等功能外，还是一种颇有文化品位的装饰物。而对于一些公司、企业，在挂历上印刷一些自己的产品、服务内容、联系电话等，无疑也是一种宣传，也正是因为如此，挂历长期以来一直受到人们的青睐。什么铜版纸、塑膜挂历、典雅的宣纸、绢丝、油画布挂历和富丽堂皇的金箔画、镭射画挂历等层出不穷。而今，随着时代发展，挂历大有美人迟暮之感。据调查发现90的家庭表示今年将不会去买挂历；其中50的市民家庭的挂历是单位发或他人送；但这50的市民表示，如果单位不发、他人不送

9、，自己不会主动去买。那么是什么让本设计的传统如此疲软呢众所周知，传统挂历最大的功能是查看日期，装饰其次，作为礼品则是最后。近些年随着生活水平的提高，人们获知日期的途径已越来越多。据中国社会调查事务所SSIC在北京、上海等地对265位居民进行的计算机辅助电话调查显示（此项调查为多选题）有68的被访者看日历，有62的被访者看台历其电子温度计台历论文8中有21的被访者使用的是电子台历；有58的被访者看呼机；有27的被访者看手机；有20的被访者看手表；有14的被访者看街上的显示牌；有33的被访者看电视；有60的被访者看报纸；有16的被访者听广播；有42的被访者上网；有12的被访者向别人打听。由此表明，

10、挂历实用功能的弱化直接导致了挂历市场的”疲软”。那么，曾经被认同的装饰功能呢回答也是否定的。很多人已经明确表示，明年不挂挂历。因为消费者认为花很大力气装修的房子，有谁愿意在墙上打个眼儿挂挂历呢影响美观不说，还很俗气。至于礼品功能，大多数消费者都认为现在用挂历当礼品有点不够档次12电子台历的意义随着电子科技的不断发展，传统的挂历已被一些高档的电子台历所取代，与传统的挂历相比，电子台历融合了挂历和时钟的优点，能昼夜清晰显示，集年、月、日、时、分、秒、日期、农历、气温于一体，外观新颖，造型别具一格。除此之外由于挂历制作成本相对较高，挂历的销售价格也大多在1530元之间，而一个电子台历的价格也在这之间

11、，但是挂历只能用一年，而电子台历则不一样，由于它可以自动识别闰年、公历、农历、大小月份、农历，星期能自动对应公历无须调整。对若干年前后的日期都可以查询，但考虑到其寿命原因，至少也可用58年。在价格相差不大的情况下，电子台历的性价比显然要高的多，就其阅读功能而言，电子台历阅读起来更加方便，同时他还有闹铃和显示温度的功能，这比传统的挂历要强大的多。其实现的方法也很简单，用一个单片机和LCD液晶显示器就可以实现，由此可见，电子台历的市场经济开发价值要比挂历要高的多，电子台历取代传统的挂历已成为不可抵挡的趋势。13电子台历的应用数字钟已成为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、码头

12、、剧场、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。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。2整体设计方案选择21555定时器方案555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极型工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在45V16V工作，7555可在318V工作，电子温度计台历论文9输出驱动电流约为200MA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼

13、容。采用555定时器来输入脉冲，先通过74LS90进行十进制计数（时钟的秒数个位），达到进位时将进位送入74LS92进行六进制计数（时钟的秒数十位），进位送入74LS90进行十进制计数（时钟的分位）；由74LS47译码后送给数码管进行显示。数字时钟结构框图如图图21数字时钟的原理框图用555定时器构成多谐振荡器，输出稳定的调频脉冲，作为时间基准。振荡器是计时器的核心，其作用是产生一个标准频率的脉冲信号。振荡频率的精度和稳定度决定了数字钟的质量。图采用集成电路555定时器与RC组成T1MS的多谐振荡器。输出的脉冲频率为F1KHZ。555振荡器电路图图22555振荡器电路74LS90是异步二五十进

14、制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。74LS90的功能如表23所示。通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且可借助R01、R02对计数器清零，借助S91、S92将计数器置9。其功能详述如下电子温度计台历论文101计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。2计数脉冲从CP2输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器。3若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，则构成异步8421码十进制加法计数器。4若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出端，

15、则构成异步5421码十进制加法计数器。5清零、置9功能。74LS92（6进制计数器）表174LS92的真值表COUNTOUTPUTQ0Q1Q2Q30LLLL1HLLL2LHLL3HHLL4LLHL5HLHL6LLLH7HLLH8LHLH9HHLH10LLHH11HLHH译码器74LS4774LS47是BCD7段数码管译码器/驱动器，74LS47的功能用于将BCD码转化成数码块中的数字,通过它解码，可以直接把数字转换为数码管的显示数字，从而简化了程序，节约了单片机的IO开销。译码为编码的逆过程。它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。实现译码的逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关

16、系。74LS47是输出低电平有效的七段字形译码器。与数码管配合使用。价格贵22单片机方案电子温度计台历论文11单片机（常用英文字母的缩写MCU表示）是微型机的一个主要分支，它在结构上的最大特点使把CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。就其组成和功能而言，一块单片机芯片就是一台计算机。单片机具有如下特点有优异的性能价格比；1集成度高、体积小、有很高的可靠性；2控制功能强；3低功耗、低电压，便于生产便携式产品；4外部总线增加了I2C、SPI等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构；5单片机的系统扩展、系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。目

17、前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域传统。利用单片机的智能性，可方便地实现具有智能的电子钟设计。单片机

18、均具有时钟振荡系统，利用系统时钟借助微处理器的定时器/计数器可实现电子钟功能。然而系统时钟误差较大，电子钟的积累误差也可能较大，所以可以通过误差修正软件加以修正，或者在设计中加入高精度时钟日历芯片，以精确时间。另外很多功能不同的单片机是兼容的，这就更便于实现产品的多功能性。单片机方案设计框图图24单片机方案设计框图电子温度计台历论文12221芯片选择1DS1302DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为25V55V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个

19、字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。使用时钟芯片DS1302。它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。2使用液晶（12864）进行显示。MD12864C1汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。主要技术参数和显示特性

20、电源VDD33V5V内置升压电路，无需负压；显示内容128列64行显示颜色灰膜显示角度600钟直视LCD类型STN与MCU接口8位或4位并行/3位串行配置LED背光多种软件功能光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等3使用18B20测温DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种数字化单总线器件。属于新一代适配微处理器的改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度，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。DS18B20的性能特点如下（1）采用DALLAS公司独特的单线接口方式DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线

21、即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；（2）在使用中不需要任何外围元件；（3）可用数据线供电，供电电压范围30V55V；电子温度计台历论文13（4）测温范围55125。固有测温分辨率为05。当在1085范围内，可确保测量误差不超过05，在55125范围内，测量误差也不超过2；（5）通过编程可实现912位的数字读数方式；（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值；（7）支持多点的组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点测温（8）负压特性，即具有电源反接保护电路。当电源电压的极性反接时，能保护DS18B20不会因发热而烧毁，但此时芯片无法正常工作；（9）DS18B20的转换

22、速率比较高，进行9位的温度值转换只需9375MS；（10）适配各种单片机或系统；（11）内含64位激光修正的只读存储ROM，扣除8位产品系列号和8位循环冗余校验码CRC之后，产品序号占48位。出厂前产品序号存入其ROM中。在构成大型温控系统时，允许在单线总线上挂接多片DS18B206。4单片机目前在单片机系统中，应用比较广泛的微处理器芯片主要为8XC5X系列单片机。该系列单片机均采用标准MCS51内核，硬件资源相互兼容，品类齐全，功能完善，性能稳定，体积小，价格低廉，货源充足，调试和编程方便，所以应用极为广泛。AT89S52单片机是一款低功耗，低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8KB（可

23、经受1000次擦写周期）的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM），器件采用CMOS工艺和ATMEI公司的高密度、非易失性存储器（NURAM）技术制造，其输出引脚和指令系统都与MCS51兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此，AT89S52是一种功能强，灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用在各个控制领域。AT89S52具有以下主要性能18KB可改编程序FLASH存储器；2全静态工作024HZ；32568字节内部RAM；432个外部双向输入/输出（I/O）口；58个中断优先级；3个16位可编程定时计数器；电子温度计台历论文

24、146可编程串行通道；7片内时钟振荡器。此外，AT89S52是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0HZ，并提供两种可用软件来选择的省电方式空闲方式（IDLEMODE）和掉电方式（POWERDOWNMODE）。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。语音报时方案语音芯片是特定的固定标准模块，可以通过单片机最少一个IO口控制多达32段声音任意调用和组合的语音标准芯片。通常最常用的控制方式是采用了模拟串行的控制方式（3个IO）。如需

25、要播放第几个地址的内容就发送几个脉冲，可以快速的控制多达32段地址的任意组合。3数字钟的硬件设计31最小系统设计单片机的最小系统是由电源、复位、晶振、/EA1组成。图31最小系统设计311中央处理器电子温度计台历论文15中央处理器CPU是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。312数据存储器RAM8052内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RA

26、M只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。图32单片机8052的内部结构313程序存储器ROM8052共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。314定时/计数器ROM8052有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。315并行输入输出I/O口8052共有4组8位I/O口P0、P1、P2或P3，用于对外部数据的传输。316全双工串行口8052内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可电子温度计台历论文16以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。317中断系统8052具备较完善的中

27、断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。318时钟电路8052内置最高频率达12MHZ的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8052单片机需外置振荡电容。单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛HARVARD结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一。8052的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图4。此外，RESET/VPD还是一复用脚，VCC掉电其间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失图33上电自动和手动复位电路图图34内部和外部

28、时钟方式图电子温度计台历论文17PIN30ALE/当访问外部程序器时，ALE地址锁存的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储器，ALE会跳过一个脉冲。如果单片机是EPROM，在编程其间，将用于输入编程脉冲。PIN29当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上，外部程序存储器则把指令数据放到P0口上，由CPU读入并执行。32显示器321液晶显示模块概述MD12864C1汉字图形点阵液晶显示模块，可

29、显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。主要技术参数和显示特性电源VDD33V5V内置升压电路，无需负压；显示内容128列64行显示颜色灰膜显示角度600钟直视LCD类型STN与MCU接口8位或4位并行/3位串行配置LED背光多种软件功能光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等322外形尺寸外观尺寸9370125MM视域尺寸7339MM323模块引脚说明电子温度计台历论文18表2模块引脚说明33时钟芯片1302331DS1302时钟芯片简介DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带R

30、AM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为25V55V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。332结构DS1302的引脚排列,其中VCC1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由VCC1或VCC2两者中的较大者供电。当VCC2大于VCC102

31、V时，VCC2给DS1302供电。当VCC2小于VCC1时，DS1302由VCC1供电。X1和电子温度计台历论文19X2是振荡源，外接32768KHZ晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传送的方法。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在VCC20V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST

32、置为高电平。I/O为串行数据输入输出端双向，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。333DS1302的工作原理DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化，需要将复位脚（RST）置为高电平且将8位地址和命令信息装入移位寄存器。数据在时钟（SCLK）的上升沿串行输入，前8位指定访问地址，命令字装入移位寄存器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输出数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为88（8位地址8位数据），在多字节方式下为8加最多可达248的数据。334DS1302的寄存器和控制命令对DS1302的操作就是对其内部寄存器的操作，DS1302内部共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日

33、历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式。此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器以外的寄存器。日历、时间寄存器及控制字如表3所示表3日历、时钟寄存器与控制字对照表寄存器名称6543210RAM/CKA4A3A2A1A0RD/W秒寄存器000000分寄存器000001小时寄存器000010日寄存器000011月寄存器000100星期寄存器000101年寄存器000110写保护寄存器000111慢充电寄存器001000时钟突发寄存器011111（注最后一位RD/W为“0”时表示进行写操作，为“1”

34、时表示读操作。）电子温度计台历论文20335DS1302内部寄存器列表如表4所示寄存器名称命令字取值范围各位内容写读76543210秒寄存器80H81H0059CH10SECSEC分寄存器82H83H0059010MINMIN小时寄存器84H85H0112或002312/240AHRHR日期寄存器86H87H0128,29,30,310010DATEDATE月份寄存器88H89H011200010MMONTH周寄存器8AH8BH010700000DAY年份寄存器8CH8DH009910YEARYEARDS1302内部的RAM分为两类，一类是单个RAM单元，共31个，每个单元为一个8位的字节，其

35、命令控制字为COHFDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下的RAM，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH（写）、FFH（读）。我们现在已经知道了控制寄存器和RAM的逻辑地址，接着就需要知道如何通过外部接口来访问这些资源。单片机是通过简单的同步串行通讯与DS1302通讯的，每次通讯都必须由单片机发起，无论是读还是写操作，单片机都必须先向DS1302写入一个命令帧，这个帧的格式如表1所示，最高位BIT7固定为1，BIT6决定操作是针对RAM还是时钟寄存器，接着的5个BIT是RAM或时钟寄存器在DS1302的内部地址，最后一个BIT表示这次操作是读操作抑

36、或是写操作。物理上，DS1302的通讯接口由3个口线组成，即RST，SCLK，I/O。其中RST从低电平变成高电平启动一次数据传输过程，SCLK是时钟线，I/O是数据线。但是请注意，无论是哪种同步通讯类型的串行接口，都是对时钟信号敏感的，而且一般数据写入有效是在上升沿，读出有效是在下降沿（DS1302正是如此的，但是在芯片手册里没有明确说明），如果不是特别确定，则把程序设计成这样平时SCLK保持低电平，在时钟变动前设置数据，在时钟变动后读取数据，即数据操作总是在SCLK保持为低电平的时候，相邻的操作之间间隔有一个上升沿和一个下降沿。电子温度计台历论文2134DS18B20测温系统341DS18

37、B20简介DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种数字化单总线器件。属于新一代适配微处理器的改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度，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。可以分别在9375MS和750MS内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线单线接口读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。同时其“一线总线”独特而且经济的特点，使用户可轻松地组

38、建传感器网络，为测量系统的构建引入了全新的概念。DS18B20“一线总线”数字化温度传感器支持“一线总线”接口，测量温度范围为55125。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，用符号扩展的16位数字方式串行输出，大大提高了系统的抗干扰性。因此，数字化单总线器件DS18B20适合于恶劣环境的现场温度测量，如环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS18B20都有了很大的改进，给用户带来了更方便和更令人满意的效果。可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。DS18B20的性能特点如下（1）采用DALLA

39、S公司独特的单线接口方式DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；（2）在使用中不需要任何外围元件；（3）可用数据线供电，供电电压范围30V55V；（4）测温范围55125。固有测温分辨率为05。当在1085范围内，可确保测量误差不超过05，在55125范围内，测量误差也不超过2；（5）通过编程可实现912位的数字读数方式；（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值；（7）支持多点的组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点测温（8）负压特性，即具有电源反接保护电路。当电源电压的极性反接时，能保护DS18B20不会因发热而烧毁，但此

40、时芯片无法正常工作；（9）DS18B20的转换速率比较高，进行9位的温度值转换只需9375MS；（10）适配各种单片机或系统；电子温度计台历论文22（11）内含64位激光修正的只读存储ROM，扣除8位产品系列号和8位循环冗余校验码CRC之后，产品序号占48位。出厂前产品序号存入其ROM中。在构成大型温控系统时，允许在单线总线上挂接多片DS18B206。342DS18B20的内部结构及工作原理DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装。图36DS18B20封装图I/O为数据输入/输出端（即单线总线），它属于漏极开路输出，外接上拉电阻后，常态下呈高电平。UDD是可供选用的外部电源端，不用

41、时接地，GND为地，NC空脚。DS18B20的内部结构主要包括7部分寄生电源、温度传感器、64位激光（LOSER）ROM与单线接口、高速暂存器（即便筏式RAM，用于存放中间数据）、TH触发寄存器和TL触发寄存器，分别用来存储用户设定的温度上下限值、存储和控制逻辑、位循环冗余校验码（CRC）发生器。DS18B20是本设计中的核心部件，是用来检测温度的传感器，它自身可以把检测到的模拟信号转换成数字信号，然后通过一根信号线将转换好的数据直接传输给单片机，供应5V的电源就行了，只要对其进行一系列必要的编程，就可以实现将温度全部读出。电子温度计台历论文23图37DS18B20的连接电路35键盘控制电路根

42、据功能需要，本时钟需要设置以下功能键设置键，加1操作键，确定操作键，退出键。由于本设计中最多需要3个按键，若采用矩阵式键盘时会有按键浪费，故采用的是独立式键盘其中K1设为确定、进入、在主界面时为时间设置进入键，K2设为UP键、光标移动、在主界面时为语音演示键，K3为退出、主界面时进入闹铃设置键。按键功能参见表35。表5按键功能表按键键名功能属性ASET功能选择设置自动复位BUP数值加一操作自动复位COUT退出自动复位按键操作说明如下A键在正常显示时间状态下，第一次按下后，开始校对秒，以后每次按下都会分别进入对分、时、闹铃分、闹铃时、日、月、年的校对状态。B键在校对状态下，每次按动该键，都会使相

43、应校对位进行加1操作。例如校对小时状态，每按一下，小时位加1，当加至小时最高值23时，再按K4键，小时位回0。调分、秒、年、月、日与皆之相同，只是各位最高值不同。C键按下该键，保存设置返回时间显示状态并且。电子温度计台历论文2436供电系统由于单片机、DS1302、DS18B20以及12864液晶显示都需要5V供电。所以决定选用USB电池盒6V作为供电系统。并且搭配一块15V纽扣电池为DS1302进行单独供电，以保证时间的稳定，以免电池没电或者切换电池事导致时间不正确37语音报时系统本设计的语音报时系统，采用的是NY3P035AP8语音芯片,此芯片在淘宝网上购得。规格SOP8/DIP8脚封装电

44、压1855V静态电流2UA声音驱动方式PWM直接驱动8欧05W喇叭（所有的都可以，只是声音大小差别）语音内容使用说明语音芯片可以通过单片机等其他控制设备，任意组合上面的数字，从而到达语音播报时间、星期、年、月、日、温度、湿度等。例如今天是2012年3月17日现在北京时间是21点28分30秒。语音芯片是特定的固定标准模块，可以通过单片机最少一个IO口控制多达32段声音任意调用和组合的语音标准芯片。通常最常用的控制方式是采用了模拟串行的控制方式（3个IO）。如需要播放第几个地址的内容就发送几个脉冲，可以快速的控制多达32段地址的任意组合。电子温度计台历论文25表6语音内容语音芯片管脚图图39语音芯

45、片管脚图电子温度计台历论文26单片机控制语音芯片电路图图310单片机控制语音芯片电路图控制原理说明此控制方式是采用了模拟串行的控制方式。如需要播放第几个地址的内容就发送几个脉冲（大于02MS即可，建议采用1MS左右，下同）的原理，可以快速的控制多达32段地址的任意组合。模拟串行工作时各IO的作用BUSY芯片工作时（播放声音），输出低电平，停止工作或者待机是，保持高电平；DATA接受控制脉冲的脚位。收到几个脉冲，就播放第几个地址的内容；RST任何时候，收到高电平，都可以使芯片的播放指针归零（就是是DATA的脚位恢复到初始状态），同时即刻使芯片停止，进入待机状态；工作示例例如现在需要播放第十段声音

46、。单片机控制原理是先发送一个复位脉冲到RST脚，接着发送10个脉冲到DATA脚。芯片即刻工作，播放第十段的声音；如果需要播放第五段的声音，则是先发送一个复位脉冲到RST脚，接着发送5个脉冲到DATA脚。芯片即刻工作，播放第5段的声音；例如需要连续播放第十段和第五段声音先发送一个复位脉冲到RST脚，接着发送10电子温度计台历论文27个脉冲到DATA脚。芯片即刻工作，播放第十段的声音，同时单片机判断语音芯片的BUSY是否是高电平，如果不是则一直等待，如果是高电平，则发送一个复位脉冲到RST脚，接着发送5个脉冲到DATA脚。芯片即刻工作，播放第5段的声音依此类推。简单测试很多使用者初次使用时候，没有

47、完全了解工作原理或者连接不当，导致在系统上面调试很长时间，以至于怀疑芯片的稳定性，现在提供最简单的测试方式，以便了解其工作原理。同时也大大提供初次调试的成功率。38红外遥控设计发射采用的是在网上2块钱淘的21键超薄遥控器。1尺寸864060MM2产品内含1个CR2025纽扣电3遥控距离1018米直线无障碍距离4发射管红外波长940NM5晶振振荡频率455KHZ,红外载波频率38KHZ6面贴材料0125MMPET,按键有效寿命2万次以上4数字钟的软件设计系统的软件设计也是工具系统功能的设计。单片机软件的设计主要包括执行软件（完成各种实质性功能）的设计和监控软件的设计。单片机的软件设计通常要考虑以

48、下几个方面的问题（1）根据软件功能要求，将系统软件划分为若干个相对独立的部分，设计出合理的总体结构，使软件开发清晰、简洁和流程合理；（2）培养良好的编程风格，如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便于调试、链接，又便于移植和修改；（3）建立正确的数学模型，通过仿真提高系统的性能，并选取合适的参数；（4）绘制程序流程图；（5）合理分配系统资源；（6）为程序加入注释，提高可读性，实施软件工程；（7）注意软件的抗干扰设计，提高系统的可靠性。电子温度计台历论文2841系统软件设计流程图每一个程序都需要一个独一无二的主程序其中包含了很多的子程序。主程序不停的调用子程序来完成我们所设定的任务和运行

49、模式。411主函数程序流程图和效果图图41主函数流程图显示主界面图42显示主界面电子温度计台历论文29412主函数程序编写INCLUDEINCLUDE“DS1302H“INCLUDE“LCD12864H“INCLUDE“SET_CLOCKH“INCLUDE“DISPLAY_MAIN_MENUH“INCLUDE“SET_SYSTEMH“INCLUDE“SET_TEMPH“INCLUDE“SET_ALARM_CLOCKH“VOIDMAININIT_12864WHILE1KEYDISPLAY_MAIN_MENUALARM_CLOCKALARM_TEMP4212864LED显示函数12864LED作为整体模块使用需要先用单片机进行底层驱动程序的设置，在其中加上我们要显示的内容。而底层驱动比较复杂需要使用很多的特定函数根据时序图进行编写。在此过程中为了加大程序的可读性，故改变成头文件LCD12864H来定义变量。电子温度计台历论文30421显示函数程序流程图图43显示函数程序流程图422显示函数程序编写见附录一；43DS1302函数DS1302是一块集成时钟芯片不仅可以设置时间还可以设置年月日。该程序主要实现对DS1302写保护、充电，对年、月、日、时、分、秒等寄存器的读写操作。在读写操作子程序中都执行了关中断指令，