文档介绍：摘要
我们设计的LCD时钟温度系统是由中央控制器、温度检测器、时钟系统、报警系统,显示器及键盘部分组成。控制器采用单片机AT89C52,温度检测部分采用DS18B20温度传感器,时钟系统用时钟芯片DS1302,用LCD液晶12864作为显示器,用蜂鸣器及发光二极管构成声光报警器。单片机通过时钟芯片DS1302获取时间数据,对数据处理后显示时间;温度传感器DS18B20采集温度信号送该给单片机处理;单片机再把时间数据和温度数据送液晶显示器12864F显示,12864F还可以显示汉字;键盘是用来调时和温度查询的。
关键字:单片机 LCD液晶 DS18B20 DS1302 12864F
一、引言
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
本设计是数据采集及处理,键盘控制,显示系统及报警系统与单片机有效结合,本设计是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识的综合应用,以及查阅资料,培养一种自学的能力。并且引导一种创新的思维,把学到的知识应用到日常生活当中。在设计的过程中,不断的学习,思考和同学间的相互讨论,运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难,掌握单片机系统一般的开发流程,学会对常见问题的处理方法,积累设计系统的经验,充分发挥教学与实践的结合。全能提高个人系统开发的综合能力,开拓了思维,为今后能在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础。
二、方案设计及方案论证
按照系统的设计功能要求,本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现,用单片机的自动控制能力配合按键控制,来控制时钟、温度的调整及显示。获得时钟温度数据信息,单片机对其进行一系列的处理,最后通过液晶显示出来。
方案1:通过单片机内部的定时器/计数器,用软件实现,直接用单片机的定时器编程以实现时钟;
方案2:用专门的时钟芯片实现时钟的记时,再把时间数据送入单片机,由单片机控制显示。
虽然用软件实现时钟硬件线路简单,但是程序运行的每一步都需要时间,多一步或少一步程序都会影响记时的准确度,对定时器定时也不是十分准确,时钟精度很低,对于我们实现所需要的功能造成软件编程非常复杂。用专用时钟芯片硬件成本相对较高,但它的精度很高,软件编程很简单。综上所述,选择方案2。
对于单片机的选择,如果用8031系列,由于它没有内部RAM,系统又需要大量内存存储数据,因而不可用;51系列单片机的ROM为4K,对于我们设计的系统可能有点小;54系列单片机与51系列的结构一样,而ROM扩大为16K,对我们设计系统提供充足的空间进行功能的扩展。再有51系列单片机与52系列的单片机价格差不多。因此,我们选择52系列的单片机。
显示系统的方案比较
方案1:用数码管或LED显示。
方案2:用液晶1602显示。
方案3:用液晶12864显示。
时钟和温度的显示可以用数码管或LED,而且价格便宜。但是数码管的只能显示简单的设计的系统,与我们设计要求也不相符。有很多东西需要显示,还是用显示功能更好的液晶显示器比较好,它能显示更多的数据,用1602液晶显示数据有限,显示数据的可读性不好,用可以显示汉字的12864液晶显示器还可以增加显示信息的可读性,让人看起来会很方便。
报警系统的方案比较
方案1:用长鸣的蜂鸣器实现闹钟铃声及温度超限报警。
方案2:用喇叭加语音芯片实现闹钟铃声及温度超限报警。
用喇叭加语音芯片成本很高,但声音还不错,再有喇叭体积庞大。用蜂鸣器,成本低,电路结构简单,而且体积小。限于设计所需要的功能,用蜂鸣器是最佳选择。所以我们采用方案1.
温度系统方案选择
方案1:用热敏电阻等测温元件测出电压,再转换成对应的温度。需要比较多的外部元件支持,且硬件电路复杂,制作成本相对较高。
方案2:用DS18B20直接测温。DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。
经比较,我们选择方案2。
温度实现只能通过外部的温度传感器来实现。经上网查阅及市场考察,DS18b20体积小,只有3只脚,电路接法简单。内部含有寄存器为我们设计实现上下限报警功能提供保障。°C,也符合我们设计的要求。DS18B20也是我们通常使用的型号,因此温度传感器用DS18B20。
键盘控制方案选择
方案1:购买集成键盘,采用矩阵形式连