基于18B20与1302温度测量和实时时钟设计书.docVIP

温度测量设计 摘要 本设计采用80c51单片机、DS18B20、DS1302为核心设计温度显示以及年月日、星期和时间的显示。 单片机技术在设计中所体现在出来的优势越来越明显，它不仅是电子信息类专业的一个重要部分，而且在其它类专业工程中也是不可缺少的。广泛地应用于家电、工业过程控制、仪器仪表、智能武器、航空和空间飞行器等领域发展更是迅速。 一、方案设计与论证 方案一：用EDA技术及VHDL语言控制来实现显示及测温度，且显示也可以用数码管，但是数码管屏幕有限不是很方便的显示很多的数据以及文字等。故不采用此方案。 方案二：用C语言编程来控制单片机让它在传输数据及文字。单片机结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等优点，以及液晶屏幕可以完整的同时显示数据及文字等内容。 综合上述方案的选择与比较，虽然都能实现但是考虑到实际应用中的经济、可靠运行，我们决定采用方案二。 二、系统设计 本次设计主要用1302时钟芯片及单片机控制程序让它在液晶上显示年、月、日、时、分、秒及星期，同时用18B20温度传感器来接受外面的信号，单片机将接受到的信号输出，且让它在液晶上显示测的温度。时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示。当计时发生误差的时候可以用键盘校时电路进行校正。时计数器计满24小时后自动向日计数器进一，日计数器由平年、闰年的28/30/31对大、小月和二月的判断应与当月相应的日期相一致，当日计数器计满时，向月计数器进位，月计数器计满12月时向年计数器进位，当年计数器计满100时计数器清零。设计采用的是年、月、日和时、分、秒、星期以及温度的同时显示。设计电路主要由五大模块构成：温度采集模块，单片机控制电路，键盘，时钟芯片，显示电路。 单片机实现液晶显示万年历以及温度总框图 单片机接口电路 单片机接口电路原理图 单片机是由CPU、程序存储器、数据存储器、I/O接口、定时、计数器、中断系统等集成到一块芯片上,形成单片形态的计算机。 温度采集模块 温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS（达拉斯）公司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得DS18B20更受欢迎。DS18B20的优势更是我们学习单片机技术和开发温度相关的小产品的不二选择。 显示模块 显示模块原理图 此次设计我们采用了字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。1602字符型液晶显示器实物图 1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的（说明：1为高电平、0为低电平）芯片时序表如下：读状态 输入 RS=L，R/W=H，E=H 输出 D0—D7=状态字 写指令 输入 RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲 输出 无 读数据 输入 RS=H，R/W=H，E=H 输出 D0—D7=数据 写数据 输入 RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲 输出 无 DS1302与单片机的连接也仅需要3条线：CE引脚、SCLK串行时钟引脚、I/O串行数据引脚，Vcc2为备用电源，外接32.768kHz晶振，为芯片提供计时脉冲。 1302电路原理图如图 6、蜂鸣器电路原理图 三、系统调试 1、软件调试 软件调试的任务是利用ISIS开发工具进行在线仿真调试，发现和纠正程序错误，同时也能发现仿真结果故障。程序的调试应一个模块一个模块地进行，我们首先单独调试各功能子程序，检验程序是否能够实现预期的功能，接口电路的控制是否正常等；最后逐步将各子程序连接起来总调。联调需要注意的是，各程序模块间能否正确传递参数，特别要注意各子程序的现场保护与恢复。调试的基本步骤如下： (1)、修改显示缓冲区内容，屏蔽拆字程序，调试动态扫描显示功能。例如将DISP0~DISP5单元置为“012345”，应能在LCD上从左到右显示“012345”。若显示不正确，可在中断子程序相应位置设置断点调试检查。然后修改计时缓冲区内容，调用拆字程序，调试显示模块。 (2)、运行主程序调试模块，不按下任何键，检查是否能开始正确显示。若不能正确显示，则应在定时器中断服务子程序中设置断点，检查HOUR、MIN、SEC单元是否随断点运行而变化。然后屏蔽缓冲区初始化部分，用仿真器修改万年历显示缓冲区内容为2008年12月12日，运行主程序（调进位键），检验能否正确进位，以及试调时间看能否正确的进位，以及温度显示。 (3)、调试键盘扫描模块，先用延时5ms子程序代替显示子程序延时消抖，在求取键号后设置断点，中断后观察A累加器中的键号是否正确；然后恢复用显示子程序延时消抖，检验与显示模块能否正确连接。