基于单片机的多功能数字数万年历设计.doc

基于单片机的多功能数字万年历设计 摘 要：系统采用 AT89C51单片机作为主控核心，由 DS1302 时钟芯片提供时钟、 LCD1602液晶显示数据、 DS18B20 采集温度，通过串行口将温度数据发送给上位机，文章设计了一款集温度采集、音乐播放、定时、报警等功能于一体的电子万年历，并在 Proteus 软件上实现了仿真。 关键词：电子万年历；时钟芯片；液晶显示；温度传感器；上位机 系统概述 本设计是基于 51 单片机制作一种带实时温度显示、具 有定时功能的电子万年历。此万年历能够显示年、月、日、 时、分、秒、温度等信息，并且具备调整时间和日期、温度 采集、定时和单片机与上位机的串口通信等功能。软件方面 主要包括日历程序、时间调整程序、显示程序和上位机程序 等。整个过程包括在 VSPD虚拟串口软件中添加虚拟串口， 在 Keilc 软件中进行编程，在 Proteus 软件中进行仿真。 按照系统设计的要求，系统由时序与复位模块、时钟模 块、显示模块、按键模块、温度采集模块、蜂鸣器模块和上 位机串口通信模块共 7 个模块组成，电路系统构成框图如图 所示。 2 系统主要模块设计 2.1 DS1302 模块设计 DS1302 的接口电路模块中， VCC1在单电源与电池供电 的系统中提供低电源并提供低功率的电池备份。 VCC2在双电 源系统中提供主电源，在这种运用方式中 VCC1连接到备份 电源，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。 DS1302 由 VCC1或 VCC2两者中较大者供电。 其中 DS1302 的 I/O 端口与单片机的 P1.0 口连接， SCLK与 P1.1 口连接， RST P1.2 口连接。 2.2 DS18B20模块设计 该系统中采用数字式温度传感器 DS18B20，具有测量精 度高，电路连接简单特点，此类传感器仅需要一条数据线进 行数据传输，用 P1.5 与 DS18B20的 DQ 口连接，VCC接电源， GND 接地。此外还需要接一个阻值为 4.7k 欧姆的上拉电阻， DS18B20的上拉电阻的阻值是一个需要注意的参数，如果 DS18B20放置的位置离电路板较远，需要用较长的电缆连接 时，上拉电阻要相应减小，以弥补线路损耗，而且连接电缆 要选用优质的三芯带屏蔽层的电缆，否则不能正常读写数据。 2.3 LCD1602模块设计 LCD1602 的 D0～D7 分别接单片机的 P0 口； P2.0～ P2.2 分别接 LCD的 RS， RW， E 三个控制管脚。 2.4 按键模块设计 本系统采用中断控制扫描的方式来实现 CPU对按键的处 理。中断控制扫描方式是利用外部中断源，响应输入信号。 当无按键按下时， CPU执行正常工作程序。 当有按键按下时， CPU立即产生中断。在中断服务子程序中扫描键盘，判断是 哪一个键被按下，然后执行该键的功能子程序。它是将各个 按键都连接到一个与门上。当有任何一个按键按下时，都会 使与门输出为低电平，从而引起单片机的中断，它的好处是 不用在主程序中持续不断地循环查询，如果有键按下，单片 机再去做相应的处理。 2.5 串口通信模块设计 该系统完成了利用 PC机与 AT89C51单片机之间的通信 程序设计实现温度检测与显示。由 DS18B20 采集温度，将采 集到的温度信号通过单片机处理，通过串行口传送给上位机 显示，上位机采用  VB6.0 编写程序，单片机程序用  C 语言编 写，最后用  Proteus  软件进行仿真实现温度显示。  Proteus  中 COMPIM 就是标准的 RS232端口，本系统利用 COMPIM 通 过虚拟串口与上位机进行通信。 3 系统测试与结果 仿真开始时，显示如图  2 所示。按键共设置了  6 种工作 模式，与系统功能一一对应。 其中，通过  K1 键选择，调整到温度采集模式  [W] ，如图 3 所示。温度检测系统中串口设置为  COM2，DS18B20中显示 当前温度为 14℃。通过按 K2 键，温度监测系统及液晶屏幕 上便可显示该温度。当温度高于或低于某个阈值时，温度检 测系统上对应的形状控件便显示为红色，同时蜂鸣器发出报 警信息。 结语 本文设计的万年历具有显示直观、功能多样等特点，通 DS18B20 采集当前室内温度， 送入单片机进行实时温度处 理并通过 LCD1602显示，最后通过串口将温度数据送入上位 机以便显示、报警，也供后续进一步处理作准备。 [参考文献 ] 王静霞 .单片机应用技术（ C 语言版） [M]. 北京：电子工业出版社， 2011. 张毅刚 .单片机原理及应用 -C51 编程 +Proteus 仿真 [M]. 北京：高等教育出版社， 2012. 彭伟 .单片机 C 语言