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精品专题资料(2021-2022年收藏)基于51单片机的电子万年历与温度检测报警系统.doc
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精品专题资料(2021-2022年收藏)基于51单片机的电子万年历与温度检测报警系统.doc
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重庆理工大学
第十八届“开拓杯”学生课外学术科技作品竞赛
参赛作品
作品名称:基于单片机的万年历与温度检测报警系统
作品类别:B
类别:
A 自然科学类学术论文
B 科技发明制作
C 哲学社会科学类学术论文与社会调查报告
目录
摘要······················································· 1
一、 设计要求与方案论证
1.1 设计要求··········································· 2
1.2 系统方案选择和论证································· 2
1.3 电路最终方案确定··································· 4
二、电子万年历与温度采集报警硬件设计和实现
2.1 系统设计··········································· 4
2.1.1 系统设计框图································ 4
2.1.2 系统硬件需求介绍····························· 4
2.2 系统硬件各模块作用································· 5
2.2.1 单片机核心控制模块··························· 5
2.2.2 实时时钟电路模块····························· 6
2.2.3 数字温度传感器模块··························· 13
2.2.4 液晶显示电路模块····························· 17
2.2.5 蜂鸣器电路模块(2 个)··························22
2.2.6 USB 和外部电源供电模块························ 23
2.3 系统电路图设计·······································23
2.3.1 系统电路原理框图和原理图······················23
三、软件设计与分析
3.1 系统软件流程图·······································25
3.1.1DS12C87 程序流程图······························25
3.1.2DS18B20 程序流程图·······························26
3.1.3 键盘扫描程序流程图······························27
3.1.4 主程序流程图····································28
四、系统测试
4.1 测试工具·············································29
4.2 软件测试·············································29
4.3 硬件测试·············································30
五、设计总结和心得
4.1 设计总结与心得·······································31
参考文献·····················································32
附录一:程序清单·············································33
附录三:实物图片·············································48
基于单片机的万年历与温度检测报警系统
摘要
随着社会发展需求的改变,电子万年历是一个应用非常广泛的实用日常计
时工具,带有显示世纪,年,月,日,星期,时,分,秒和按键可调时间及
其按键设置闹钟的功能,同时具有月末自动更新,闰年补偿功能等多种功能。
温度检测报警系统也是在日常生活和工业应用非常广泛的工具,能实时采集
周围的温度信息进行显示,程序内部设定有报警上下限,根据应用环境不同
可设定不同的报警上下限。
此系统是基于 STC89C52 单片机设计的,包含液晶显示模块,DS12C887
实时时钟模块,DS18B20 温度采集模块,键盘扫描模块,报警模块。STC89C52
作为控制核心,具有功耗低,功能强等特点,电压可选 3 到 5V 电源供电。
显示模块采用 1602 液晶动态显示,相对数码管而言经济实用,占用空间小,
对于显示数字、字母最为合适,而且与单片机连线简单,占用 IO 口相对较
少。实时时钟芯片 DS12C887 是一款与 DS12C885 实时时钟兼容的替代产品,
该器件提供 RTC/日历、定时闹钟等功能,如果检测到主电源故障,该器件可
自动切换到备用电源供电,DS12C887 将石英晶体与电池集成在一起,在断
电后仍可精确走 10 年。温度检测报警模块采用数字式温度传感器 DS18B20,
该芯片具有精度高,测量范围广等优点,易与单片机连接,模块电路组成简
单并同时具有温度报警功能。
关键词:STC89C52,DS12C887,DS18B20,1602 液晶显示,电子万年
历,采集周围设备温度、温度报警
一、设计要求与方案论证
1.1.1 设计要求
设计一个能够实现世纪,年,月,日,星期,小时,分,秒显示附带温
度检测显示的实时时钟电子万年历,同时具有时间调节和闹钟设置功能,以
及时间预设报警、温度报警、报警解除等功能。
该产品共设有四个按键,每个按键具有多种功能,充分利用各个按键。
在温度报警的同时还有发光二极管做相应的指示。并且通过编程还可以控制
继电器的开闭,从而控制外部设备的运行,通过对闹钟和温度报警的设置可
进行定时对设备进行自动化控制,也体现了产品的智能化。
1.1.3 系统方案选择和论证
STC89C52 单片机作为核心控制体,该单片机具有高可靠,超低价,低
功耗,无法解密等优点。该单片机属于双列直插式封装的 PDI40 口管脚。具
有 4 个输入输出端口,分别为 PORT0,PROT1,PROT2,PROT3,其中 P0 口是一
组 8 位漏极开路型双向 IO 口,校验时,要求接上拉电阻。其他三个内部有 30K
的电阻,所以不用再外接电阻。此单片机具有 6 个中断,其中包括三个定时
器中断,二个外部中断,一个串口中断,为全双工通信口。内部有静态非易
失 EEPROM 和看门狗。片内含 8Kbbytes 的可反复檫写的只读程序存储器
(PEROM)和 256bytes 的随机存取数据存储器(RAM),功能强大,适合许
多较为复杂的控制应用场合。相比较其他芯片来说比较适合学生试验所用,
故采用此单片机作为核心控制芯片。
DS12C887 为实时时钟芯片,功能丰富,可以用来直接代替 IBMPC 上的
时钟日历芯片 DS12887,同时,它的管脚也和 MC146818B、DS12887 相兼容。
由于 DS12C887 能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息,
其内部又增加世纪寄存器,从而利用硬件电路解决子“千年”问题:DS12C887
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