单片机原理实验综合设计2014

1、单片机原理实验综合设计一、综合实验项目1、室内温、湿度仪的设计要求：（1） 时时显示室内的温度和湿度，显示年、月、日、星期、时、分、秒（2） 能够通过键盘输入日期和时间的初值（3） 通过功能键能够实现数据储存、查询、上传（串行通讯）功能（4） 通过功能键能够实现外中断和定时中断功能（5） 完成设计报告2、信号分析仪的设计要求：（1） 通过A/D能够测量05V电压，通过D/A能够输出一定频率的正弦波信号（2） 时时显示年、月、日、星期、时、分、秒（3） 能够通过键盘输入日期和时间的初值（4） 通过功能键能够实现数据储存、查询、上传（串行通讯）功能（5） 通过功能键能够实现外中断和定时中断功能（6

2、） 完成设计报告3、电子交通灯的设计要求：（1） 通过8*8点阵简单实现直行、转弯的交通指挥设计（2） 显示年、月、日、星期、时、分、秒（3） 能够通过键盘输入日期和时间的初值（4） 通过功能键能够实现数据储存、查询、上传（串行通讯）功能（5） 通过功能键能够实现外中断和定时中断功能（6） 完成设计报告二、设计报告要求1 绪论1.1 引言（简单介绍单片机技术的应用和发展）1.2 系统方案设计3系统的硬件设计4 系统的软件设计5 结论（简述系统实现的功能、应用、不足和改进）附录（系统总原理图和程序） 万年历功能温度计课程设计电信一班 王浩&蔡森河&韩子鹏1 系统方案设计本系统以单片机最小系统为核

3、心，设计并制作一个数字式温度计应用系统。主要包括电源模块、温湿度采集模块DS18B20、存储器模块24C02、键盘模块、LCD1602显示模块、时钟芯片模块DS1302、串行口模块等部分组成。功能： 实现对室内温湿度的实时测量，显示和存储。通过串口将实时温度上传到电脑。附加有万年历等功能，更具有实用性。并能通过按键实现对万年历的时间的设置。根据设计的要求，系统硬件电路的设计框图如图1所示。温度采集单片机控制模块 存储模块 键盘控制显示模块时钟模块串行口模块2 系统硬件设计 硬件设计图如下：Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件，功能比较强大，

4、能够实现多种单片机实现仿真功能，对缩小开发周期有很大的意义。 本设计的部分硬件设计首先是在Protues软件环境中仿真实现的，这样可以减少研发的成本提高效率。3. 系统软件设计 1、系统主程序流程图：功能：1：对实时温度的显示，精确到小数点后一位。2：显示日期与时间，可通过按键控制对时间和日期赋初值，按键K1选定，按键K2加一，按键K2减一。3：可通过串行口上传实时温度和文本信息。图3-1为系统主程序流程图。对单片机上电，系统对lcd1602，ds18b20和ds1302初始化，允许中断对键盘进行扫描。显示实时温度及日期与时间。程序初始化LCD清屏显示有按键按下时钟芯片赋初值取时钟、温度温度采

5、集LCD12864显示串行口上传温度变化按键中断程序YN 2：DS1302程序流程图：DS1302是美国Dallas公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM 的实时时钟芯片，它可以对年、月、目、星期、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能，工作电压宽达2555V。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。开始结束移入温度寄存器温度转移成功？写DS18B20读取温度指令初始化DS18B20单片机读取温度数据NY 温度读取流程图3：串行通信本系统可通过串行通信向PC机发送信息，包括实时温度

6、及文本信息，只要上位机利用串口调试助手即可实现。 串行通信流程图4;总结： 简述各模块功能：（1）：本系统采用STC89C52单片机为核心，利用时钟芯片，温度采集模块，键盘及显示模块等实现实时温度的显示，储存，上传和可调万年历时钟的功能。（2）：时钟芯片利用DS1302芯片，可调节时间日期，并有LCD1602显示。（3）：温度采集模块利用DS18B20芯片，可以读取实时温度，通过LCD1602显示，并可以存储并通过串口通信上传到PC。（4）：LCD1602显示模块使实验结果可视化，显示日期，时间，星期与温度等。（5）：本系统还可接入LED，蜂鸣器等终端模块，完成温度报警器等功能。 :源程序没有

7、用模块化方式编程，而是直接将将头文件写入程序，将各个模块写成子程序，并嵌入到主程序中，简单易懂，方便修改。 不足：本系统还有很多不足之处，例如没有温度报警装置，对程序的优化还不够完善，因为对单片机的学习有限，很多程序不知如何加入到系统中，因此使得功能有限，希望在以后的学习中不断完善自己的单片机知识，能够做出更丰富的系统功能。本次课程设计让我更加深入的学习了单片机的功能，时钟芯片及温度芯片的知识，还有编程语言的了解也更加深入。相信会对我的学习生涯有更深的影响。 单片机综合设计报告 温度报警器一 系统设计方案 系统上电初始化后，液晶数码管上会显示功能菜单。通过功能键翻页，能实现以下功能：（1）显示

8、日期，时间；（2）实时采集室内温度并显示在液晶屏上；（3）如果室内温度超过初始设定温度，报警器会报警并记录此时的日期，时间并存储下来，方便以后通过功能键查询；（4）通过功能键能把任意日期时间和温度存储下来，通过功能键也可以查询存储的日期时间和温度；（5）显示制作者。 系统设计方案总体框图1-1所示。其主要部分包括：存储器，时钟电路，温度采集，数码管显示，键盘模块，报警模块等。 AT89C52控制芯片 温度采集 存储器 时钟电路 键盘 报警模块盘显示 数码管显示 图1-1系统设计总体框图二 系统硬件设计 系统硬件电路连接原理图如2-1所示。 图2-1 系统硬件设计图 温度报警器在硬件上主要使用了

9、以下器件：AT89C52控制芯片，DS1302时钟芯片，LCD1602液晶屏，24C02存储芯片，小键盘，迷你USB接口，开关等 三 系统软件设计 1 系统程序主流程图 图3-1所示为系统程序主流程图。在主程序中主要为了实现了以下功能：第一，对日期和时间的设置和显示；第二，对温度的实时监控，报警及显示；第三，实现存储器的存储和查询。 上电后，系统初始化，液晶屏上会显示两行英文菜单，并且对键盘进行扫描。如果判断为1键，触发菜单翻页功能进行菜单翻页，此时如果在按下3键就会选定菜单中相应目录条显示相应的信息。如果判断为3键，就会显示日期和时间，并且可以进行存储。如果判断为4键，就会显示当前室内温度，

10、并且会进行监控，当温度过高超过设定报警温度时，蜂鸣器会发出响声，控制芯片自动记录此时的温度和时间，方便我们下次查询报警温度和报警时的时间等。 开始 系统初始化 功能菜单有按键？ 1键？ 3键？ 3键？ 4键？ 菜单翻页 信息显示 日期时间及存储 温度监控N YYY NY NY N图3-1系统主流程图2 时间存储流程图图3-2为时间存储流程图。其功能主要为了实现对任意日期和时间的存储以及查询。如果按下1键，就会存储当前液晶屏上显示的日期和时间；再按下2键就会在液晶屏上显示刚才存储的日期和时间；无论何时按下4键，都是退出当前状态。 存储 返回 4键？ 2键？ 1键？ 日期时间 开始Y NY 显示存储时间 NY 图3-2 时间