智能时钟日历温度计.docx
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智能时钟日历温度计.docx
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智能时钟日历温度计
毕业设计说明书
题目:
智能时钟日历温度
计的设计
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指导教师:
职称:
摘 要
目前温度计的发展很快,从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。
随着科学技术的发展和现代工业技术的需要,测温技术也不断地改进和提高。
由于测温范围越来越广,根据不同的要求,又制造出不同需要的测温仪器。
本文设计一个智能时钟日历温度计,要求既能掌握时间又能了解天气温度的变化,方便又适用的智能时钟日历温度计是以单片机(AT89C51)为核心,使用温度采集芯片DS18B20来对当时室温进行采集,通过液晶屏TS1602-1来显示,DS12C887时钟芯片来读取时间。
时钟芯片需要初始化进行启动,设置初值后不用再反复设置,并且可以准确显示年、月、日、时、分、秒,少于31天的月份自动地调整,包括闰年补偿,还可以设置闹铃并通过蜂鸣器鸣报来提示,电路安装四个按键来控制温度及时间的修改,通过选择键分别对要修改的值进行修改,也可以修改设置闹铃等。
所选用的芯片DS12C887具有功耗低、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点,可广泛应用于各种需要较高精确度的实时时钟场合中。
芯片DS18B20测量温度范围广,能达到-55℃~+125℃,分辨率高,可实现高精度测温,因此对周围温度较敏感能准确采集温度。
关键词:
单片机AT89C51;温度采集芯片DS18B20;液晶屏TS1602-1;蜂鸣器
Abstract
Atpresentthethermometerhasdevelopedveryrapidly,fromtheoriginalglasstubethermometertothedevelopmentofthecurrentheatresistancethermometers,thermocouplethermometers,digitalthermometers,electronicthermometers,andsoon.Withthedevelopmentofscienceandtechnologyandtheneedsofmodernindustrialtechnology,temperaturemeasurementtechnologyisconstantlyimprovingandimproving.Asmoreandmorewidetemperaturerange,accordingtodifferentrequirements,andcreatedifferentneedsforthethermometer.
Inthispaper,thedesignofasmartclockcalendarthermometerforbothtrackoftimewhiletheweatherchangesintemperature,convenientandapplicationofsmartclockthermometeronthecalendarSCM(AT89C51)asthecore,theuseoftemperaturetotheacquisitionchipDS18B20wascarriedoutatroomtemperatureAcquisitionthroughTS1602-1LCDscreentodisplay,DS12C887timeclockchiptoread.ClockChipneedtoinitializeastart,setupaftertheinitialdonothavetorepeatedlysetupandcanaccuratelydisplayyear,month,day,real-timeclock,lessthan31daysofthemonthautomaticallyadjusted,includingleapyearcompensation,butalsocansetthealarmAndthroughbuzzer-mingwastosuggestthatcircuitinstallationoffourkeystocontrolthetemperatureandtimechanges,respectively,throughtheselectionkeytoamendthevalueoftherevisioncanalsomodifysettings,suchasanalarm.
DS12C887selectedchipswithlowpowerconsumption,theexternalsimpleinterface,highprecision,stableandreliableworkoftheadvantagesthatcanbewidelyappliedtotheneedsofhighaccuracyofreal-timeclockoccasions.DS18B20chipmeasuringawiderangeoftemperaturecanreach-55℃~+125℃,highresolution,high-precisiontemperaturemeasurementcanberealizedandthereforemoresensitivetotheambienttemperaturecancollectaccuratetemperature.
Keywords:
SCMAT89C51;temperatureacquisitionchipDS18B20;LCDTS1602-1;buzzer
目 录
引言
在单片机技术日趋成熟的今天,其灵活的硬件电路的设计和软件的设计,让单片机得到了广泛的应用,几乎是从小的电子产品,到大的工业控制,单片机都起到了举足轻重的作用。
单片机在生产生活中的许多方面得到广泛的应用,例如,生活中五彩变幻的霓虹灯,手机通信,温度检测,流量控制等都涉及到单片机。
当今,计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃,微型计算机的应用已渗透到生产、生活的各个方面,时钟温度计便是其中之一,掌握天气的温度对人们有着要重的作用,可以使得人们调节自己的生活,同时时刻了解每刻的时间也是很重要的的,既能方便地掌握时间又能了解天气的温度正是设计这个课题的关键。
。
本文所设计的就是智能时钟日历温度计,通过单片机与温度采集芯片进行控制温度,带日历时钟功能的温度计是通过芯片DS18B20及DS1302采集数据显示在液晶模块TS1602-1带日历时钟上。
能显示实时的室温,同时要求显示年,月,日,实时时钟,少于31天的月份自动地调整,包括闰年补偿。
1时钟温度计的设计流程
1.1设计要求
本课题要求设计一个带日历时钟功能的温度计,既能轻松掌控时间,又能了解天气及温度的变化。
带日历时钟功能的温度计是通过芯片DS18B20及DS12C887采集数据显示在液晶模块TS1602带日历时钟上。
能显示实时的室温,同时要求显示年,月,日,实时时钟,少于31天的月份自动地调整,包括闰年补偿。
1.2设计流程图
图1-1设计流程图
1.3流程图解说
以上是采用单片机(AT89C51)系统为核心,用温度采集芯片DS18B20来采集温度、时钟芯片DS12C887,液晶屏TS1602来显示时钟及温度,并用蜂鸣器报警等来组成电路。
首先用单片机来控制及处理数据,通过初始化,设定初值,启动DS18B20和时钟芯片DS12C887进行测温同时产生时间,将采集好温度数据和时间同时传给单片机,经过单片机处理,用液晶显示温度,并且通过按键来控制,行进复位功能与时间、日期的修改,温度过高用蜂鸣器报警等。
1.4芯片的选择
采用的芯片:
(1)中央处理器电路:
采用单片机AT89S51芯片机外围电路构成最小系统。
(2)时钟信号产生电路:
时钟芯片DS12C887。
(3)温度采集芯片DS18B20。
(4)液晶显示模块TS1602。
(5)修改部分:
按键电路。
(6)执行部件电路:
包括蜂鸣器、状态指示灯。
2时钟温度计的硬件部分
2.1时钟温度计的原理
单片机AT89C51对智能时钟芯片DS12C887进行初始化,启动,并赋初值,促使DS12C887自动产生时间,并将数据传送给单片机,再通过单片机对液晶模块TS1602的读写来显示。
与此同时,单片机AT89C51对温度采集芯片DS18B20进行读写操作,启动温度转换,并传送回单片机,再通过单片机传送到液晶显示,温度每隔1秒刷新一次.温度和时间是在同一个画面显示的。
系统还有闹铃功能,温度报警功能等。
图2-1时钟温度计的原理图
图2-2时钟温度计的PCB图
2.2测温模块
温度采集芯片是DS18B20:
一共三个管脚,一个VCC,一个GND,还有一个是数据线。
采用的是单总线协议,一个数据线,即传输命令,有传输数据,所以,对时序要求很严格.当时序不对时,读不出正确的温度数据。
图2-318B20的管脚图
选用芯片DS18B20,DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
图4以MCS-51系列单片机为例,画出了DS18B20与微处理器的典型连接。
图2-4中DS18B20采用寄生电源方式,其VDD和GND端均接地,图2-4中DS18B20采用外接电源方式,其VDD端用3V~5.5V电源供电。
图2-4DS18B20与微处理器的连接
选用51单片机AT89C51为核心,设计既带时钟又带温度显示的温度计。
单片机的接口信号是数字信号,要想用单片机获取温度这类非电信号的信息,毫无疑问,必须使用温度传感器,这是需要将温度信息转换为电流或电压输出,因此采用温度传感器DS18B20。
AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点:
40个引脚,8kBytesFlash片内程序存储器,256bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。
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- 关 键 词:
- 智能 时钟日历 温度计