洛 阳 理 工 学 院 课 程 设 计 报 告

一、设计目标与内容

1.1设计目标

制作出可以检测温度并报警的的电子万年历。

1.2 设计内容

用keilC51编译程序。 用proteus仿真电路图。

将电路图使用万用板或其他电路板焊接实物图。

1.3设计要求

具备在液晶上显示年、月、日、星期、时、分、秒的功能。 具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能。 具有与即时时间同步的功能。

1.4 本章小结

通过设计程序，制作仿真，焊接实物三个步骤，以小组合作的方式来设计满足设计要求的万年历并简单描述可以实现的功能，制作结束后，进行课程设计答辩并编写一份课程设计报告。

二、系统设计

2.1 电路设计框图

根据上章确定的方案给出了系统整体的设计框图：

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LCD液晶显示模块键盘模块主控制模块DS1302时钟模块图1.1系统结构框图

为使时钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的，键盘模块用来校正液晶上显示的时间；温度传感器则用来检测当前的环境温度；STC89C52单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作；而系统的时间、温度等数据则最终通过液晶模块显示出来。

STC89C52 温度传感器 2.2 系统硬件概述

本电路是以STC89C52单片机为控制核心，该芯片具有在线编程功能，功耗低，能在3.3V的超低压下工作；时钟芯片采用DS1302，它是一款高性能、低功耗、自带RAM的实时时钟芯片，具有使用寿命长，精度高和功耗低等特点，同时具有掉电自动保存功能,可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，其工作电压为2.5V～5.5V；温度检测模块由DS18B20构成,它采用独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯, 具有测量精度高、测量范围广等优点,其测温范围在-55~+125℃,工作电压为3v~5.5v；显示部份使用1602液晶显示屏来实现,该显示屏具有低功耗、寿命长、可靠性高的特点，其工作电压为5v。

2.3 主要单元电路的设计

2.3.1 时钟电路模块的设计

DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。图4.5所示为DS1302的引脚排列，其中VCC1为后备电源，VCC2为主电源。DS1302由VCC1或VCC2两者中的较大者供电。所以在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。X1和X2是振荡源，外接32.768KHz晶振用来为芯片提供计时脉冲。RST是复位/片

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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的传送手段。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。上电行动时，在VCC大于等于2.5V之前，RST必须保持低电平。在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平，I/O为串行数据输入端（双向）。SCLK始终是输入端。如图2.1

C2U1RSTI/OSLCKVCC1DS1302P112Header 2图2.1 DS1302的硬件接线图

GNDX2X1VCC2VCC2032.768KHZ21P1.2P1.1P1.020Y1C1

时钟芯片DS1302的工作原理：

(1) DS1302的控制字节

DS1302控制字节的高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据；位5至位1指示操作单元的地址；最低有效位（位0）如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出

(2) 数据输入输出（I/O）

在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。

(3) DS1302的寄存器

DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式。“CH”是时钟暂停标志位，当该位为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位为0时，时钟开始运行。“WP”是写保护位，在任何的对时钟和RAM的写操作之前，“WP”必须为0。当“WP”为1时，写保护位防止对任

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一寄存器的写操作。

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外的所有寄存器内容。DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，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)。

2.3.2温度传感器电路设计

数字温度传感器DS18B20是由Dalles半导体公司生产的，它具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样（如图4.6），适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。如图2.2

图2.2 DS18B20的两种封装

1、DS18B20的主要特性

（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数 据线供电。

（2）独特的单线接口方式，DS18B20在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。

（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。

（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。

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