课程设计
目 录
1 设计任务及要求 .........................................................................................................................1
1.1 引言 ................................................................................................................................1
1.2 功能要求 ........................................................................................................................1
２ 设计方案 .................................................................................................................................2
2.1 可选择的芯片方案 ........................................................................................................2
2.2 显示模块选择方案 ........................................................................................................2
2.3 温湿度模块的选择方案 ................................................................................................3
３ 整体电路设计 .........................................................................................................................4
3.1 整体电路框图 ................................................................................................................4
3.2 整体电路接线图 ............................................................................................................5
４ 单元电路设计 .........................................................................................................................6
4.1 单片机的介绍 ................................................................................................................6
4.2 OLED 显示模块介绍.....................................................................................................9
4.3 DHT11 温湿度传感器介绍 ...........................................................................................9
4.4 DS18B20 温度传感器介绍 .........................................................................................11
5 软件编程设计..........................................................................................................................12
5.1 主程序流程图 ..............................................................................................................12
5.2 OLED 显示程序设计...................................................................................................13
5.3 时钟程序设计 ..............................................................................................................14
5.4 温度传感器模块的程序设计 ......................................................................................16
5.5 温湿度传感器模块的程序设计 ..................................................................................17
6 系统联调设计..........................................................................................................................18
7 心得体会 ................................................................................................................................19
8 参考文献 ................................................................................................................................20
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1 设计任务及要求
1.1 引言
本文提出了一种基于 STM32 的智能万年历设计方案，本文案以 STM32F103C8T6 最小
系统作为主控核心，与 OLED 显示、DS18B20 温度传感器、DST11 温湿度传感器等模块组
成硬件系统。其中以 STM32 内部的 RTC（实时时钟）实现日历和时间的功能，通过修改计
数器的值可以重新设置系统的当前时间和日期。综上所述，此电子时钟具有读取方便、
显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋
势，具有广阔的市场前景。
1.2 功能要求
（1）系统组成：
系统选用 STM32F103C8T6 单片机为微处理器，使用各模块实现万年历的功
能。
（2）实现功能：
1）在 OLED 显示屏上显示实时的日期和时间。
2）具有闰年的自动调整功能。
3）能够显示实时温度。
4）能够显示实时湿度。
（3）模块组成：
STM32 单片机最小系统、OLED 显示模块、温度传感器模块、湿度传感器模
块；
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２ 设计方案
2.1 可选择的芯片方案
整个系统用 STM32F103 单片机作为中央控制器，由单片机采集内部 RTC 值，时钟信
号通过单片机 I / O 口传给 OLED，单片机模块控制驱动模块驱动显示模块，通过显示模
块来实现信号的输出、OLED 的显示及相关的控制功能。
方案 1：采用 89C51 芯片采用 89C51 芯片作为硬件核心，采用 Flash ROM,内部具有
4KB ROM 存储空间，能于 3V 的超低压工作，而且与 MCS-51 系列单片机完全兼容，但是运
用于电路设计中时由于不具备 ISP 在线编程技术，当在对电路进行调试时，由于程序的
错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的
损坏。
方案 2：采用 STM32 单片机。STM32F103C8T6 是一款基于 ARM Cortex-M 内核 STM32
系列的 32 位的微控制器，程序存储器容量是 64KB，需要电压 2V ~ 3.6V，工作温度为-
40°C ~ 85°C。主要性能有：与 MCS-51 单片机产品兼容、37 个可编程 I/0 口线、贴片
8M 晶振（通过芯片内部 PLL 最高可达 72M）、支持 JTAG/SWD、20K RAM，64K ROM，16 位
的定时、计数器、中断源、全双工 UART 串行通道等。价格相对较便宜，从单片机芯片主
要性能角度和价格优势出发，本设计的智能万年历单片机芯片选择设计采用方案采用
STM32F103C8T6。
2.2 显示模块选择方案
方案 1：采用 OLED 显示模块
OLED 显示模块的显示功能强大，可显示大量文字图形显示多样，清晰可见，显示质
量高没有电磁辐射，可视面积大，数字接口，匀称小巧，功耗小。应用范围较广，常被
用于智能手表，智能手环等设备的显示。相对于 LCD 来说，OLED 是自发光的，不需要背
光。
方案 2：采用点阵式数码管显示
动态显示，即各位数码管轮流点亮，对于显示器各位数码管，每隔一段延时时间循
环点亮一次，利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但需保证扫描速度足够快，人
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的视觉暂留功能才可察觉不到字符闪烁，显示器的亮度与导通电流、点亮时间及间隔时
间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示，动态显示节省了 I/O 口，降低了
能耗。
从节省单片机芯片 I/O 口和降低能耗角度出发，本设计采用 OLED 显示。
2.3 温湿度模块的选择方案
湿度测量模块选择：DHT11 传感器包括 1 个电阻式感湿元件和 1 个 NTC 测温元件，并
与 1 个高性能 8 位单片机相连接。单线制串行接口，使系统连接可以更简洁。功耗极
低，信号传输距离可达 20 m 以上。作为一种新型的单总线数字温湿度传感器，DHT11 具
有体积小、功耗低、响应速度快、抗干扰能力强、控制简单、性价比高等优点，能够广
泛应用于各个领域。
温度测量模块的选择：DS18B20 的测温范围-55℃~ 125℃，分辨率最大可达
0.0625 ℃。DS18B20 可以直接读出被测温度值。而且采用 3 线制与单片机相连，减少了
外部硬件电路，具有低成本和易使用的特点。 DS18B20 是 Dallas 半导体公司的数字化
温度传感器，它是一种支持 “一线总线”接口的温度传感器。支持联网寻址，简单的网
络化的温度感知，零功耗等待等特点。相比于 DHT11 温湿度模块的温度测量，DS18B20 温
度模块测量的温度更加精准，误差小。
因此，本设计采用 DHT11 温湿度模块和 DS18B20 温度模块分别作为湿度测量和温度
测量使用。
