基于DS1302多功能数字钟电子电工课程设计.doc

物理与电子科学学院电子电工实验基于ds1302多功能数字时钟-万年历实验报告 实验名称： 基于ds1302多功能数字钟 试验日期： 2014年 01 月 05 日 专 业： 电子信息工程 姓 名： 刘 斌 班 级： 物电 1105 班 学 号： 2011112030560 1、 设计理念：电子万年历是一个应用非常广泛的实用日常计时工具，带有显示温度，显示世纪，年，月，日，星期，时，分，秒和按键可调时间及其按键设置闹钟的功能，同时具有月末自动更新，闰年补偿功能，整点报时等多种功能。环境温度检测系统在日常生活和工业应用非常广泛，能实时采集周围的温度信息进行显示。此系统是基于stc89c52单片机设计的，包含液晶显示模块，ds1302实时时钟模块，ds18b20温度采集模块，键盘扫描模块，蜂鸣器报警模块。stc89c52作为控制核心，具有功耗低，功能强等特点，电压可选3到5v电源供电。显示模块采用1602液晶动态显示，相对数码管而言经济实用，占用空间小，对于显示数字、字母最为合适，而且与单片机连线简单，占用io口相对较少。实时时钟芯片ds1302是一款经济实惠功能强大的较新型产品，该器件提供rtc/日历，可外加器件实现定时闹钟等功能，如果检测到主电源故障，该器件可自动切换到备用电源供电，可以保证在断电情况下精准走时，计时。温度检测显示模块采用数字式温度传感器ds18b20，该芯片具有精度高，测量范围广等优点，易与单片机连接，模块电路组成简单并同时具有温度报警功能。关键词：stc89c52，ds1302，ds18b20，1602液晶显示，电子万年历，采集设备周围环境温度、整点报时，闹钟时分通过按键设置，时、分、秒、年、月、日、星期通过按键进行调节校准2、 设计思路:核心控制体：stc89c52单片机实时时钟芯片：ds1302数字式温度传感器：ds18b20总共设有四个按键，为节约资源考虑，每个按键都有多种功能。四个按键分别标号为key1,key2,key3,key4。第一次按下key2,key3,key4都没有反应，首先按下key1键可选择指针位置，key2键为加键，key3为减键，key4键为闹钟设置清零键。操作简单，按键灵活。整点报时功能，可以按下key4键终止报警。主控模块 时钟模块温度检测显示1602显示模块键盘扫描模块闹钟模块系统设计框图： 系统硬件需求介绍：stc89c52单片机一片，ds1302实时时钟芯片一个，ds18b20数字式温度传感器一个，+5v无源蜂鸣器一个，12mhz、32khz晶振各一个，多个按键和开关，常用电容电阻，连接线，三极管，二极管若干，滑动变阻器一个，+3v纽扣电池一个。3、 实施方案： 1、单片机核心控制模块：核心控制器件选用stc89c52单片机。stc89c52单片机为40管脚双列直插芯片，它是一种高性能，低功耗的8位cmos微处理器芯片，市场应用最多。而且价格便宜，控制方便，便于应用有4个i/o口分别为p1,p2,p3,p4。其中每一个管脚都能做独立的输入输出管脚，它的第9脚位复位管脚，接上电容和上拉电阻再带个开关构成复位电路。18,19管脚接外部晶振和两个微调电容构成外部晶振电路。单片机，复位电路，晶振，5v电源构成单片机最小系统。其中与at89c52单片机管脚连接如下图： 2、实时时钟电路模块：ds1302引脚排列:如下图引脚说明：1)1脚，vcc2：后备电源，此设计中接+3v纽扣电池；8脚，vcc1：主电源，接+5v。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vcc10.2v时，vcc2给ds1302供电。当vcc2小于vcc1时，ds1302由vcc1供电。2）x1、x2即2脚3脚：振荡源，外接32.768khz晶振。3）4脚end，接地端。4）5脚rst：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。上电运行时，在vcc2.0v之前，rst必须保持低电平。只有在sclk为低电平时，才能将rst置为高电平。5）i/o为串行数据输入输出端(双向）。6）sclk为时钟输入端。*特别注意：5，6，7脚在硬件电路实现中，必须接上拉电阻，接+5v. 3、ds18b20 工作模块： ds18b20 的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。ds18b20 的主要特征： 全数字温度转换及输出。 先进的单总线数据通信。 最高 12 位分辨率，精度可达土 0.5摄氏度。 12 位分辨率时的最大工作周期为 750 毫秒。 可选择寄生工作方式。 检测温度范围为55c +125c (67f +257f) 内置 eeprom，限温报警功能。 64 位光刻 rom，内置产品序列号，方便多机挂接。 多样封装形式，适应不同硬件系统。 4、液晶显示模块： 1602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，本设计采用16列*2行的字符型lcd1602带背光的液晶显示屏。引脚接口说明：第1脚：vss为地电源。第2脚：vdd接5v正电源。第3脚：vl为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10k的电位器调整对比度。第4脚：rs为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：r/w为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当rs和r/w共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当rs为低电平r/w为高电平时可以读忙信号，当rs为高电平r/w为低电平时可以写入数据。第6脚：e端为使能端，当e端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：d0d7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。 5、蜂鸣器电路模块本实验设计中蜂鸣器用cs8050三极管驱动，蜂鸣器用5v的无源蜂鸣器，并接一个发光二极管作为指示灯，同时在负极串接一个限流电阻，数据端口接p37. 4、 proteus仿真原理总框图：5、 硬件电路实现： 6、 源程序：shuzizhong.c#include #includeds18b20.h#define uchar unsigned char #define uint unsigned intuchar shi,fen,miao,ringshi,ringfen,nian,yue,ri,week,temp,count,m;sbit rs=p22;sbit rw=p23;sbit en=p24;sbit key1=p34; /设置键sbit key2=p35; /加键sbit key3=p36;sbit key4=p37;sbit io=p11;/ ds1302数据线sbit sclk=p12;/ds1302时钟线sbit rst=p10; /ds1302复位线sbit beep=p14;sbit acc0=acc0;sbit acc7=acc7;uchar codetable=20 - - ;uchar codetable1= : : ;uchar codetone=212,212,190,212,159,169,212,212,190,212,142,159,212,212,106,126,159,169,190,119,119,126,159,142,159,0;uchar codelon=9,3,12,12,12,24,9,3,12,12,12,24,9,3,12,12,12,12,12,9,3,12,12,12,24,0; void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=120;y0;y-);void yinyue()uint i,j,k=0,l;for(l=0;l26;l+) for(i=0;icodelonk*20;i+) if(key4=0)beep=0;break;beep=beep;for(j=0;jcodetonek/3;j+);delay(10); k+; void write_lcd_com(uchar com)rs=0; rw=0; p0=com; delay(5); en=1; delay(5); en=0; void write_lcd_da(uchar data1)rs=1; rw=0; p0=data1; delay(5); en=1; delay(5); en=0; void init_lcd()uchar num; write_lcd_com(0x38); delay(1); write_lcd_com(0x01); delay(1); write_lcd_com(0x06); delay(1); write_lcd_com(0x0c); delay(1); write_lcd_com(0x80); for(num=0;num10;num+) write_lcd_da(codetablenum); delay(1); write_lcd_com(0x80+0x40); for(num=0;num0;i-) io=acc0;sclk=0;sclk=1;acc=acc1; uchar ds1302_read_byte()uchar j; rst=1;for(j=8;j0;j-) acc7=io;sclk=1;sclk=0;acc=acc1; return(acc); void ds1302_write_date(uchar addr,uchar dat)/写数据rst=0; sclk=0; rst=1; ds1302_write_byte(addr); ds1302_write_byte(dat); sclk=1; rst=0; uchar ds1302_read_date(uchar addr)uchar dat1,b; rst=0; sclk=0; rst=1; ds1302_write_byte(addr); dat1=ds1302_read_byte(); sclk=1; rst=0; b=dat1/16*10+dat1%16; return(b);void ds1302_init()sclk=0; rst=0; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x8e,0x80); void keyscan() if(key1=0) if(key1=0) while(!key1); count+; if(count=11) count=1; switch(count) case 1:tr0=0; write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f); write_lcd_da(m); m=miao/10*16+miao%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x80,0x80|m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); break; case 2:write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f); write_lcd_da(f); break; case 3:write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f); write_lcd_da(s); break; case 4:write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f); write_lcd_da(w); break; case 5:write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f)； write_lcd_da(r); break; case 6:write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f); write_lcd_da(y); break; case 7:write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f); write_lcd_da(n); break; case 8:write_lcd_com(0x80+0x40+0x0e); write_lcd_da(r); delay(3); write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f); write_lcd_da(f); delay(3); write_lcd_com(0x80+0x40+0x04); break; case 9:write_lcd_com(0x80+0x40+0x0e)； write_lcd_da(r); delay(3); write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f); write_lcd_da(s); delay(3); write_lcd_com(0x80+0x40+0x01); break; case 10:write_lcd_com(0x80+0x40+0x0e); write_lcd_da(0); delay(3); write_lcd_com(0x80+0x40+0x0f); write_lcd_da(0); delay(3); delay(3); write_lcd_com(0x0c); tr0=1; m=(miao)/10*16+(miao)%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x80,0x00|m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); break; if(count!=0)if(key2=0)delay(10); if(key2=0) while(!key2); switch (count) case 1:miao+; if(miao=60) miao=0; write_lcdsfm(0x06,miao); m=miao/10*16+miao%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x80,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x40+0x07); break; case 2:fen+; if(fen=60) fen=0; write_lcdsfm(0x03,fen); m=fen/10*16+fen%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x82,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x40+0x04); break; case 3:shi+; if(shi=24) shi=0; write_lcdsfm(0x00,shi); m=shi/10*16+shi%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x84,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x40+0x01); break;case 4:week+; if(week=8) week=0; write_lcdweek(week); m=week/10*16+week%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x8a,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x0d); break;case 5:ri+; if(ri=32) ri=0; write_lcdnyr(0x08,ri); m=ri/10*16+ri%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x86,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x09); break; case 6:yue+; if(yue=13) yue=1; write_lcdnyr(0x05,yue); m=yue/10*16+yue%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x88,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x06); break; case 7:nian+; if(nian=51) nian=0; write_lcdnyr(0x02,nian); m=nian/10*16+nian%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x8c,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x03); break; case 8:ringfen+; if(ringfen=60) ringfen=0; write_lcdsfm(0x03,ringfen); write_lcd_com(0x80+0x40+0x04); break; case 9:ringshi+; if(ringshi=24) ringshi=0; write_lcdsfm(0x00,ringshi); write_lcd_com(0x80+0x40+0x01); break; if(key3=0) delay(10); if(key3=0) while(!key3); switch (count) case 1:miao-; if(miao=-1) miao=59; write_lcdsfm(0x06,miao); m=miao/10*16+miao%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x80,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x40+0x07); break; case 2:fen-; if(fen=-1) fen=59; write_lcdsfm(0x03,fen); m=fen/10*16+fen%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x82,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x40+0x04); break; case 3:shi-; if(shi=-1) shi=23; write_lcdsfm(0x00,shi); m=shi/10*16+shi%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x84,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x40+0x01); break;case 4:week-; if(week=0) week=7; write_lcdweek(week); m=week/10*16+week%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x8a,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x0d); break;case 5:ri-; if(ri=0) ri=31; write_lcdnyr(0x08,ri); m=ri/10*16+ri%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x86,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x09); break; case 6:yue-; if(yue=0) yue=12; write_lcdnyr(0x05,yue); m=yue/10*16+yue%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x88,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x06); break; case 7:nian-; if(nian=-1) nian=50; write_lcdnyr(0x02,nian); m=nian/10*16+nian%10; ds1302_write_date(0x8e,0x00); ds1302_write_date(0x8c,m); ds1302_write_date(0x8e,0x80); write_lcd_com(0x80+0x03); break; case 8:ringfen-; if(ringfen=-1) ringfen=59; write_lcdsfm(0x03,ringfen); write_lcd_com(0x80+0x40+0x04); break; case 9:ringshi-; if(ringshi=-1) ringshi=23; write_lcdsfm(0x00,ringshi); write_lcd_com(0x80+0x40+0x01); break;void set_dingshiqi()tmod=0x01; th0=64536/256; tl0=64536%256; ea=1; et0=1; tr0=1; void gettime() beep=0; temp=read_temperature(); miao=ds1302_read_date(0x81); fen=ds1302_read_date(0x83); shi=ds1302_read_date(0x85); week=ds1302_read_date(0x8b); ri=ds1302_read_date(0x87); yue=ds1302_read_date(0x89); nian=ds1302_read_date(0x8d); write_lcdsfm(0x00,shi); write_lcdsfm(0x03,fen); write_lcdsfm(0x06,miao); if(miao=0&fen=0&shi8&shi21) yinyue(); if(fen=ringfen&shi=ringshi) yinyue();if(key4=0)ringshi=0;ringfen=0; write_lcdweek(week); write_lcdnyr(