题目：数字时钟及温度采集系统的设计。
学院：专业：
姓名： 学号。
指导老师：
设计时间：
目录。1总设计方案 - 3 -
1.1主控制器选择方案 - 3 -
1.2温度芯片选择方案 - 4 -
1.3显示选择方案 - 5 -
1.4数字时钟方案 - 6 -
1.5键盘选择方案 - 6 -
2硬件设计 - 7 -
2.1显示模块设计 - 7 -
2.2测温模块设计 - 7 -
2.3矩阵式键盘设计 - 7 -
3软件设计 - 8 -
3.1主程序流程图 - 8 -
3.2测温流程图 - 8 -
3.3时钟显示流程图 - 9 -
4系统调试过程 - 10 -
4.1系统调试流程 - 10 -
4.2部分实物测试画面 - 11 -
5设计心得体会 - 12 -
6总结 - 15 -
参考文献 - 17 -
附录一总体电路原理图 - 18 -
附录二程序清单 - 19 -
附录三元器件清单 - 24 -
数字时钟及温度采集系统的设计。
摘要：温度和时钟作为常用的物理量在我们的日常生活中起着十分重要的作用，所以对数字时钟及温度采集的设计也十分必要。在此介绍一种智能数字时钟及温度采集系统，本设计采用lcd液晶屏幕显示系统，以stc89c52rc单片机为核心，由键盘、定时闹铃、日期提醒、温度显示等功能模块组成，该系统可以方便的实现温度的采集和报警，可以根据需要任意设置上下限报警温度。
适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当做温度处理模块潜入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。ds18b20与at89c52结合实现最简温度报警系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
关键词：液晶显示器lcd ds18b20 4×4键盘单片机。
本系统要求完成对时间显示及环境温度的采集，并进行处理和显示。因此，首要解决的是采用哪种微控制器以及哪种传感器来对时间及温度进行采集处理包括计算，其次是采集到的时间及温度将通过哪种方式去显示或通过哪种方式显示出来让人一目了然。系统总设计框图如下所示：
目前是单片机产品百花齐放，百家争鸣的时期。世界上各大芯片制造公司都推出了自己的芯片，例如我们常见的intel8051系列、motorola和m68hc系列、atmel的at89系列、microchip公司的pic系列、atmel的at90s系列等。不同型号的单片机功能各异、开发装置也不兼容。
我们最终选用了stc89c52单片机。stc89c52是高性能cmos8位单片机，片内含8kb的可反复擦写的只读程序存储器（perom）和256b的随机存取数据存储器（ram），器件采用高密度、非易失性存储技术生产，与标准mcs-51指令系统及8051产品引脚兼容，片内置通用8位**处理器（cpu）和flash存储单元，功能强大stc89c52单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。尽管stc89c52单片机现在并不是最完善最先进的单片机，但是就其功能及相关资料在市面上非常丰富，编译器已经比较优化，我们对其开发环境及开发语言也相当熟悉，因此我们选择stc89c52单片机作为主控制器来实现本设计系统。
图2 stc89c52芯片。
对于常用的中、低温度范围的测量，一般可使用热敏电阻，半导体温度传感器等。但利用这些器件构成的测温电路线性度不高，电路组成较复杂，往往需要使用a/d转换器等，使得系统成本增加，互换性差且不便于调试维护。现在很多公司设计制造了集成电路的温度传感器，使得芯片和单片机之间的连接相当简单。
在这些集成温度传感器中，以美国的dallas公司生产的ds18b20的性能较为突出。
ds18b20的主要特性：
1）单线接口，仅需一根接口线与单片机连接。
2）每个芯片的内部存储器中存储有该器件唯一的64位序列号。
3）无需外围元件即可实现温度测量。
4）可通过数据线供电，工作电压范围为3.0～5.5v。
5）测温范围为-55～+125℃,在-10～+85℃范围内精度为±0.5℃.
6）用户可以选择9～12位的分辨率，其中9位分辨率转换时间为93.75ms，12位分辨率转换时间为750ms。
7）用户可自行设定温度报警的上、下限，其值在断电后仍可保存，利用报警搜索命令可识别超限报警的器件。
ds18b20的引脚排列如下图所示：
图3 ds18b20引脚图。
方案一：直接用数码管或者7段数码管加max7219驱动显示。max7219驱动7段数码管采用低电压扫描驱动具有：
可以节约单片机i/o口，耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点；但是显示单一，只能显示数字和几个字母。就本设计而言需要显示很多的操作提示信息和报警信息，数码管是难以达到的；且本设计需要单片机i/o口并不多，就stc89c52的资源来说不需要考虑i/o口资源不足的问题。
方案二：led点阵显示。led点阵可以显示多种字符以及图形，可视距离远，可用软件进行调制，有很强的兼容性以及可操作性。
但是需要占要很多系统资源来对其控制；而就stc89c52单片机的速度或系统资源来说控制led点阵的效果并不很理想，而且led点阵结构比较庞大，不利随身携带。
方案三：lcd液晶显示。lcd液晶零辐射、低功耗、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利控制简单等。
与数码管相比显得更为专业、漂亮；液晶显示屏以其微功耗体积小，显示内容丰富、超薄轻巧、使用方便等诸多优点，在通讯、仪器仪表、电子设备、家用电器等低功耗应用系统中得到原来越广泛的应用，使这些电子设备的人机界面变得越来越形象，目前已广泛的应用于电子表、计算器、ic卡**机机，液晶电视机、掌上玩具等许多方面。
对于本设计来说只是显示字符串和电子钟，温度的显示，不需要远距离观察，如果需要远距离观察的话应该首选led点阵显示。本例结合需要及实际经济情况综合考虑使用液晶lcd1602作为时间、温度及信息显示。
液晶lcd1602如下图所示：
图4 lcd1602液晶显示器。
数字时钟根据需要可采用以下两种方案实现：
方案一：方案完全用软件实现数字时钟。原理为：
在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。
而且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。
方案二：方案采用dallas公司的专用时钟芯片ds1302。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。
为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，可使系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。
数字时钟是作为我们的拓展方案进行的，由于时间紧迫，器件选买时间脱节，因此我们选用方案一软件实现数字时钟。
键盘有独立式和矩阵式。独立式键盘一线一键，按键识别简单，但占用较多口线，适用于简单的键盘设置中。矩阵式键盘按键识别采用扫描法或线路反转法，编程复杂，但节省口资源，适用于复杂的键盘设置中。
本设计中我们两种键盘都用到了，利用独立式按键进行不同显示界面的切换；利用矩阵式键盘进行时钟时间设置，温度上，下限报警参数设置，需用按键较多，且为了以后将键盘嵌入到其他系统中使用，特将其独立出来成一个模块，我们选择了4×4矩阵式键盘来调节温度报警的上、下限，进行时间的设置。
采用lcd1602液晶显示，其中rs接p1.2；rw接p1.3；e接p1.4；d0～接p0.0～p0.7,具体如图所示：
图5 lcd液晶显示模块。
ds18b20采用一线传输协议，可以使用外部电源工作方式也可以采用寄生电源工作方式，本设计中采用外部电源工作模式，具体电路如图。
图6 测温模块。
设计采用矩阵式键盘进行时钟设置，温度上下限的调节，如图所示：
图7矩阵式键盘。
图8 主流程图。
通过单片机读取ds18b20温度值并显示，若超过所设报警上下限则报警。
图9 测温流程图。
通过定时器0中断产生时间基准1s，并按照一定规律产生时间。
图10 时钟显示流程图。
系统调试流程过程如下图所示：
图11 系统调试流程图。
图13 小组成员显示。
图 14 温度信息显示。
图 15 时钟显示。
设计心得体会。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
一周的课程设计很快结束了，短短的一周时间里，不仅检验了我们课堂上所学的理论知识，也考验了我们团队之间的分工合作能力。作为组里唯一的女生，我负责撰写**，这并不意味着等我的搭档完成软硬件工作之后才开始工作。在组队之后，我们先各抒己见，提出自己觉得合适的课题，最终讨论总结得出一致意见。
之后我们分头找资料，最后统一出设计雏形。在进行实际软硬件焊接调试过程中，我主要帮队友做一些辅助工作。**这里的要求的确挺高的，但对自己也是一种挑战。
不过我觉得只有想不到的，没有做不到的，面对问题，不能逃避。只有一步一步的去发现去探索才可以解决问题。
单片机课程设计
可变程序控制器是集微机技术 自动化技术 通讯技术于一体的通用工业控制装置。它可靠性强 性能 比高 使用方便，已在工业控制的各个领域里得到了极为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力的工具 1 plc的定义有许多种。国际电工委员会 iec 对plc的定义是 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统...
单片机课程设计
目录。内容提要2 关键词2引言3 一 硬件电路设计3 一 电路板原理3 二 电路元器件3 二 软件设计3 一 秒钟设计方案3 二 时钟设计方案4 结语7单片机时钟设计。内容摘要 一 在实验板上用动态扫描显示00 59秒钟，具体要求如下 一 6m晶振 二 l9 l10显示00 59十进制数并循环，间隔...
单片机课程设计
1 选题背景。1.1 家庭智能防盗报警系统设计的背景及目的。随着经济的发展，人们对防盗 防劫 防火保安设备的需求量大大增加。针对偷盗 抢劫 火灾 煤气泄漏等事故进行检测和报警的系统，其需求也越来越高。家居智能是以家为平台，兼备建筑 自动化，智能化于一体的高效 舒适 安全 便利的家居环境。自动化的家居...