带温度显示的电子钟

关于带温度显示的电子钟目录1.设计任务及要求2.产品功能概述3.工作原理及设计思路4.主要模块程序及描述5.总结第2页,共35页，2024年2月25日，星期天设计任务（1）通过查阅相关资料，深入了解电子钟的组成结构和工作原理；（2）学习有关动态显示方式及原理；（3）复习“MCS-51单片机原理及C语言程序设计”，掌握其接口扩展，如：显示、键盘等；（4）设计具有报时报温功能电子钟的原理图，构建硬件平台；（5）采用汇编或C语言编写应用程序并调试通过；（6）制作出样机并测试达到功能和技术指标要求；（7）写出设计报告。第3页,共35页，2024年2月25日，星期天产品功能：设计产品实现一个依据时段可变显示亮度电子钟，具体如下：（1）能够实现基本时钟的走时，显示范围是00:00:00——23:59:59。能够实现时钟的调整，通过按键可以对“时”位和“分”位进行加1调节，并能当加至最大值时能重新归零。（2）能够实现当前室温的测量功能，并在数码管上予以显示（3）能够实现年月日的显示与切换。（4）能够实现温度的显示与切换。

第4页,共35页，2024年2月25日，星期天1.系统结构框图单片机DS1302芯片DS18B20其他模块数码显示模块第5页,共35页，2024年2月25日，星期天电路图第6页,共35页，2024年2月25日，星期天IO定义sbitDQ=P1^3;//DS18B20I/Osbitled=P1^0;SbitT-RST=P3^5;//ds1302-5SbitT-IO=P3^4;//ds1302-6SbitT-CLK=P3^6;//ds1302-7SbitACC0=ACC^0;SbitACC7=ACC^7;Sbitup=P3^1;//4Sbitdown=P3^2;//8Sbitset=P3^0;//0Sbitc=P3^3;//C第7页,共35页，2024年2月25日，星期天2.程序流程图开始初始化是否按c键时间显示显示日期是否按c键显示温度是否按c键是是是否否否注释：调整程序包含其中第8页,共35页，2024年2月25日，星期天3.主要器件介绍(1)温度传感器DS18B201.1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V1.2、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1.3、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1.4、温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃1.5、测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力第9页,共35页，2024年2月25日，星期天图：封装图，内部结构图，温度格式表第10页,共35页，2024年2月25日，星期天RAM指令表：温度变换：44H，启动DS1820进行温度转换，12位转换时最长为750ms（9位为93.75ms）。结果存入内部9字节RAM中。读暂存器：0BEH，读内部RAM中9字节的内容写暂存器：4EH，发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。复制暂存器：48H，将RAM中第3、4字节的内容复制到EEPROM中。

重调EEPROM：0B8H将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3、4字节。读供电方式：0B4H读DS1820的供电模式。寄生供电时DS1820发送“0”，外接电源供电DS1820发送“1”。

第11页,共35页，2024年2月25日，星期天序号名称引脚功能描述1GND地信号2DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。3VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。表1

DS18B20详细引脚功能描述DS18B20的性能特点如下：●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；●无须外部器件；●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；●零待机功耗；●温度以９或１２位数字；●用户可定义报警设置；●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；第12页,共35页，2024年2月25日，星期天DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为８字节的存储器，结构如图3所示。头２个字节包含在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为０，用户要去改动，R1和Ｒ0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。测得的温度信息，第３和第４字节ＴＨ和ＴＬ的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第５个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图3所示。低５位一直为１，ＴＭ是工作模式位，用于设置DS18B20温度LSB温度MSBTH用户字节1TL用户字节2配置寄存器保留保留保留CRC

图3

DS18B20字节定义第13页,共35页，2024年2月25日，星期天DS18B20的测温原理器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器１；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器２的脉冲输入。器件中还有一个计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将－55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器１、温度寄存器中，计数器１和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。减法计数器１对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器１的预置值减到０时，温度寄存器的值将加１，减法计数器１的预置将重新被装入，减法计数器１重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到０时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值。

第14页,共35页，2024年2月25日，星期天初始化复位：voidset_18b20(){uchara;DQ=1;a=1;while(--a);DQ=0;a=113;while(--a);while(--a);//750us的延时

DQ=1;a=30;while(--a);if( DQ==0){a=240;led=0;while(--a);}

}第15页,共35页，2024年2月25日，星期天voidwrite_18b20(uchardate)//写1个字节{uchari,a;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;a=7;while(--a);DQ=date&0x01;//00000001a=25;while(--a);date=date>>1;DQ=1;

}}第16页,共35页，2024年2月25日，星期天ucharread_18b20(){uchari,a,temp;;for(i=8;i>0;i--) {temp=temp>>1;DQ=0; a=3; while(--a);DQ=1;a=2; while(--a);if(DQ)temp=temp|0x80;//1000000a=15; while(--a);

}

return(temp);}第17页,共35页，2024年2月25日，星期天voiddisplay(){

uchartempintbai,tempintshi,tempintge,xiaoq,xiaob,xiaos,xiaog;

tempintbai=tempint/100;tempintshi=tempint%100/10;tempintge=tempint%10;xiaoq=tempdf%10000/1000;xiaob=tempdf%1000/100;xiaos=tempdf%100/10;xiaog=tempdf%10;第18页,共35页，2024年2月25日，星期天P0=0x00;P2=1;P0=EL[tempintbai];delay(20);

P0=0x00;P2=2;P0=EL[tempintshi];delay(20);

P0=0x00;P2=3;P0=EL[tempintge]|0x80;delay(20);P0=0x00;P2=4;P0=EL[xiaoq];delay(20);P0=0x00;P2=5;P0=EL[xiaob];delay(20);P0=0x00;P2=6;P0=EL[xiaos];delay(20);P0=0x00;P2=7;P0=EL[xiaog];delay(4);

if(f==1){P2=0;P0=0x40;delay(20);}}第19页,共35页，2024年2月25日，星期天(2)DS13021DS1302的结构及工作原理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、日、周日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能，工作电压宽达2.5～5.5V。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信号或RAM数据。内部有一个31×８的用于临时性存放数据的RAM寄存器。第20页,共35页，2024年2月25日，星期天1.1引脚功能表及内部结构图第21页,共35页，2024年2月25日，星期天引脚功能如表1所示。第22页,共35页，2024年2月25日，星期天1.2DS1302的控制字节说明DS1302的控制字如图2所示。控制字节的最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入到DS1302中位6如果为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。1.3复位通过把输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。输入有两种功能：首先，接通控制逻辑，允许地址／命令序列送入移位寄存器；其次，提供了终止单字节或多字节数据的传送手段。当为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中置为低电平，则会终止此次数据传送，并且I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc≥2.5V之前，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。第23页,共35页，2024年2月25日，星期天1.4数据输入输出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位至高位7，数据读写时序见图３。第24页,共35页，2024年2月25日，星期天DS1302写入操作：voidwrite_byte(ucharda){uchari;ACC=da;//10000001for(i=8;i>0;i--){T_IO=ACC0; T_CLK=0;T_CLK=1;ACC=ACC>>1;//01000000}}DS1302读取操作：ucharread_byte(void){

uchari;for(i=0;i<8;i++)//00000001假设ACC=00000000{ACC=ACC>>1;//01000000 T_CLK=1; T_CLK=0;ACC7=T_IO;//10000000}return(ACC);}第25页,共35页，2024年2月25日，星期天voidwrite_1302(ucharaddr,ucharda){T_RST=0;//停止工作

T_CLK=0;T_RST=1;//重新工作

write_byte(addr);//写入地址

write_byte(da);T_RST=0;T_CLK=1;}ucharread_1302(ucharaddr){uchartemp;T_RST=0;//停止工作

T_CLK=0;T_RST=1;//重新工作

write_byte(addr);//写入地址

temp=read_byte();T_RST=0;T_CLK=1;//停止工作

return(temp);}第26页,共35页，2024年2月25日，星期天4.显示说明如上图，最左边显示为时，中间为分，最右边为秒当按一次‘0’时，只显示时并进入时调整，当按两次‘0’时，只显示分并进入分调整。按下三次‘0’后，回到最初状态。按下一次‘c’后，会进入日期显示，再次按下进入温度显示，三次后回到时间显示状态。13-52-45第27页,共35页，2024年2月25日，星期天5.键盘控制说明‘0键’为时钟设置、时分切换、保存按钮‘4键’为加按钮‘8键’为减按钮‘c’为时间，日期，温度切换按钮第28页,共35页，2024年2月25日，星期天主程序及时间显示调整第29页,共35页，2024年2月25日，星期天日期显示调整第30页