单片机的带时间显示温度提示器的制作毕业设计
目 录
一、 绪论 5
二、 总体设计 5
三、 硬件选择 6
（一） 单片机的选取 6
（二） 选择温度传感器（进行对周围温度的测量） 7
（三） 选择显示器（起显示温度的作用） 8
四、 硬件设计 9
（一） AT89C51单片机介绍 9
（二） 复位电路设计 10
（三） DS1302时钟电路设计 11
（四） DS18B20温度传感电路设计 11
（五） 键盘电路设计 12
（六） 显示电路设计 12
（七） 按键提示电路设计 13
五、 系统的软件设计 13
（一） 主函数设计流程图 13
（二） 温度传感程序流程图 14
（三） 按键消抖流程图 15
（四） DS1302工作流程图 16
（五） LCD1602液晶屏工作流程图 16
六、 系统仿真 17
（一） Proteus软件简介 17
（二） 系统仿真效果 17
七、 实物的制作与调试 18
（一） PCB设计 19
（二） 元件的焊接 19
（三） DS1302无法正常使用 20
八、 总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录1：电路原理图 23
附录2：程序代码 24
绪论
国内微型电子技术的进步，像雨后春笋般发生了巨大的改变。电子产品更新的速度快自然也就是很正常的事情了, 平时生活中对于单片机的应用也已经变得越来越贴近日常，利用单片机技术来实现一些系统操作设计也变得平常了。
最近一段时间以来，单片机因为它自身优势，体积小、价格实惠等，应用在了各种工业控制、仪器仪表设备方面。
依照目前的形势判断，单片机已经进入了百花齐放，百家争鸣的高潮时期，全世界很多大型的芯片制造公司也已经纷纷推出了具有自己一方优势的单片机，增强型单片机增加了很多更强大的功能。
我们的系统设计用到的是AT89
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
利用单片机技术来实现一些系统操作设计也变得平常了。
最近一段时间以来，单片机因为它自身优势，体积小、价格实惠等，应用在了各种工业控制、仪器仪表设备方面。
依照目前的形势判断，单片机已经进入了百花齐放，百家争鸣的高潮时期，全世界很多大型的芯片制造公司也已经纷纷推出了具有自己一方优势的单片机，增强型单片机增加了很多更强大的功能。
我们的系统设计用到的是AT89S51单片机，设计能够实现利用单片机原理及功能进行一个简易的温度提醒器系统设计，并且带有蜂鸣器，可以起到提醒的功能效果。即使设计对象或是内容是更加繁琐的提醒器系统，但其操作原理和方法与本设计相比没什么不同。另外，我们这次设计的系统测量的温度信息是通过LCD显示屏来显示的，相应的时间信息选取型号为DS1302的时钟单片机来显示，当然，市面上销售的显示器器件多种多样，我们也可以有多种选择，如LED显示器。要想完美的做好本次的系统设计，首先要求我们的就是必须对单片机的工作原理和内部结构十分熟悉，同时对于整个系统设计流程还要有很好的把握，并且能够熟练的把单片机和其余的模块进行完好的连接。
总体设计
温度提醒器整个系统功能的实现是需要硬件和软件两部分相互调配的。开始要确定硬件功能成功实现，然后软件部分的程序的编写也就差不多可以确定下来了。单片机要想正常工作，也就是通过编写程序代码，让所用的单片机执行这些指令代码，实现显示时间和温度的功能。
软件功能模块程序的设计差不多包括主程序设计、温度测量、显示、按键、复位程序设计等等。只要将每一个小的单个的模块结合到一起，一个整体的提醒器程序设计就算完成出炉了。
为了满足我们的提醒器系统设计的基本要求，使它能够将温度和时间按预想的方式显示出来，我们将会利用到单片机这项技术来实现，系统设计仿真和综合调试的工作需要利用到单片机教程书上所学到的Proteus 和Keil等软件，如下图1系统框图所示。
图1系统框图
硬件选择
依据系统的设计需求，时钟显示器选取DS1302单片机，选用的是单片机AT89S51为核心主系统来完成的功能，时间的调整和定时用按键来进行，按键的时候会有蜂鸣器的响声来提示，系统的温度传感器将会利用到DALLAS公司出厂的单总线式智能温度传感器，它的型号是DS18B20。可以很好地减少系统的硬件设备开销。
我们系统总体的设计思路如下：点击按键设置时间，之后温度传感器DS18B20会把它测量到的周围环境的温度信息通过接口发送到主单片机-AT89S51上，经过该单片机处理之后，再通过接口的传输把温度信息在LCD显示屏上显示，相应的时间信息就由专门的时钟芯片DS1302来显示。
我们这次的系统设计要想实现，需要我们对单片机的原理和应用有足够深刻的理解，以及对基本温度传感器原理的了解和它在实际操作中的应用，另外就是对于显示电路的设计有一定的研究。当然，做实验最需要的还是我们的耐心。
单片机的选取
方案一：以自身对单片机的使用熟练度为第一考虑要素，则选择51单片机作为本系统的主控芯片最为合适，虽然大多数51单片机内部资源比较匮乏，比如很少有集成ADC、DAC或者SPI模块，但是其内部集成的16为计时器、UART以及中断等功能已经足够使用，并且像SPI以及IIC这种接口都可以通过软件方式模拟，因此这不但节省了系统的开发成本，又能够结合自身的学习情况来顺利进行单片机系统的设计，这是很重要的。在51系列单片机中，台湾宏晶公司推出的STC89C51是近年来比较常用的一款芯片，它采用RISC最简指令集，这同其他51单片机一样，并且管脚排列以及封装形式都是相同的，因此不同型号的51单片机互换可行性很高。在开发环境方面，STC89C51单片机的开发平台使用英国ARM公司的Keil软件进行开发，这款软件非常精简，但是功能齐全，集代码编写、调试以及仿真等多种功能于一身，在该平台上能够实现51单片机开过过程中所需要的所有功能，并且Keil还可以同Proteus软件一起实现系统的联合仿真，开发者通过仿真可以看到系统的实际效果，因此选择STC89C51单片机是较为适合作为本系统的主控芯片的。
方案二：若以系统的功耗作为主要考核目标，那一个德州仪器公司生产的MSP430系列单片机绝对是当之无愧的首选，430单片机内部集成了4种低功耗模式，当系统不在正式工作时，可使其进入低功耗，当再次工作时，430单片机能瞬间恢复到正常工作中来，因此如果使用单片机作为本系统的主控芯片，能够结合其低功耗模式将系统的功耗降到最低。在MSP430单片机的内部资源方面，大多数430单片机内部不但集成了定时器、UART以及丰富的管脚中断，并且还具有ADC、DAC以及DMA等功能，这些资源的集成能够将系统的开发变得高效稳定，并且节省硬件系统的开发空间。在MSP430单片机的开发环境方面，它是以UI
一、 绪论 5
二、 总体设计 5
三、 硬件选择 6
（一） 单片机的选取 6
（二） 选择温度传感器（进行对周围温度的测量） 7
（三） 选择显示器（起显示温度的作用） 8
四、 硬件设计 9
（一） AT89C51单片机介绍 9
（二） 复位电路设计 10
（三） DS1302时钟电路设计 11
（四） DS18B20温度传感电路设计 11
（五） 键盘电路设计 12
（六） 显示电路设计 12
（七） 按键提示电路设计 13
五、 系统的软件设计 13
（一） 主函数设计流程图 13
（二） 温度传感程序流程图 14
（三） 按键消抖流程图 15
（四） DS1302工作流程图 16
（五） LCD1602液晶屏工作流程图 16
六、 系统仿真 17
（一） Proteus软件简介 17
（二） 系统仿真效果 17
七、 实物的制作与调试 18
（一） PCB设计 19
（二） 元件的焊接 19
（三） DS1302无法正常使用 20
八、 总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录1：电路原理图 23
附录2：程序代码 24
绪论
国内微型电子技术的进步，像雨后春笋般发生了巨大的改变。电子产品更新的速度快自然也就是很正常的事情了, 平时生活中对于单片机的应用也已经变得越来越贴近日常，利用单片机技术来实现一些系统操作设计也变得平常了。
最近一段时间以来，单片机因为它自身优势，体积小、价格实惠等，应用在了各种工业控制、仪器仪表设备方面。
依照目前的形势判断，单片机已经进入了百花齐放，百家争鸣的高潮时期，全世界很多大型的芯片制造公司也已经纷纷推出了具有自己一方优势的单片机，增强型单片机增加了很多更强大的功能。
我们的系统设计用到的是AT89
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
利用单片机技术来实现一些系统操作设计也变得平常了。
最近一段时间以来，单片机因为它自身优势，体积小、价格实惠等，应用在了各种工业控制、仪器仪表设备方面。
依照目前的形势判断，单片机已经进入了百花齐放，百家争鸣的高潮时期，全世界很多大型的芯片制造公司也已经纷纷推出了具有自己一方优势的单片机，增强型单片机增加了很多更强大的功能。
我们的系统设计用到的是AT89S51单片机，设计能够实现利用单片机原理及功能进行一个简易的温度提醒器系统设计，并且带有蜂鸣器，可以起到提醒的功能效果。即使设计对象或是内容是更加繁琐的提醒器系统，但其操作原理和方法与本设计相比没什么不同。另外，我们这次设计的系统测量的温度信息是通过LCD显示屏来显示的，相应的时间信息选取型号为DS1302的时钟单片机来显示，当然，市面上销售的显示器器件多种多样，我们也可以有多种选择，如LED显示器。要想完美的做好本次的系统设计，首先要求我们的就是必须对单片机的工作原理和内部结构十分熟悉，同时对于整个系统设计流程还要有很好的把握，并且能够熟练的把单片机和其余的模块进行完好的连接。
总体设计
温度提醒器整个系统功能的实现是需要硬件和软件两部分相互调配的。开始要确定硬件功能成功实现，然后软件部分的程序的编写也就差不多可以确定下来了。单片机要想正常工作，也就是通过编写程序代码，让所用的单片机执行这些指令代码，实现显示时间和温度的功能。
软件功能模块程序的设计差不多包括主程序设计、温度测量、显示、按键、复位程序设计等等。只要将每一个小的单个的模块结合到一起，一个整体的提醒器程序设计就算完成出炉了。
为了满足我们的提醒器系统设计的基本要求，使它能够将温度和时间按预想的方式显示出来，我们将会利用到单片机这项技术来实现，系统设计仿真和综合调试的工作需要利用到单片机教程书上所学到的Proteus 和Keil等软件，如下图1系统框图所示。
图1系统框图
硬件选择
依据系统的设计需求，时钟显示器选取DS1302单片机，选用的是单片机AT89S51为核心主系统来完成的功能，时间的调整和定时用按键来进行，按键的时候会有蜂鸣器的响声来提示，系统的温度传感器将会利用到DALLAS公司出厂的单总线式智能温度传感器，它的型号是DS18B20。可以很好地减少系统的硬件设备开销。
我们系统总体的设计思路如下：点击按键设置时间，之后温度传感器DS18B20会把它测量到的周围环境的温度信息通过接口发送到主单片机-AT89S51上，经过该单片机处理之后，再通过接口的传输把温度信息在LCD显示屏上显示，相应的时间信息就由专门的时钟芯片DS1302来显示。
我们这次的系统设计要想实现，需要我们对单片机的原理和应用有足够深刻的理解，以及对基本温度传感器原理的了解和它在实际操作中的应用，另外就是对于显示电路的设计有一定的研究。当然，做实验最需要的还是我们的耐心。
单片机的选取
方案一：以自身对单片机的使用熟练度为第一考虑要素，则选择51单片机作为本系统的主控芯片最为合适，虽然大多数51单片机内部资源比较匮乏，比如很少有集成ADC、DAC或者SPI模块，但是其内部集成的16为计时器、UART以及中断等功能已经足够使用，并且像SPI以及IIC这种接口都可以通过软件方式模拟，因此这不但节省了系统的开发成本，又能够结合自身的学习情况来顺利进行单片机系统的设计，这是很重要的。在51系列单片机中，台湾宏晶公司推出的STC89C51是近年来比较常用的一款芯片，它采用RISC最简指令集，这同其他51单片机一样，并且管脚排列以及封装形式都是相同的，因此不同型号的51单片机互换可行性很高。在开发环境方面，STC89C51单片机的开发平台使用英国ARM公司的Keil软件进行开发，这款软件非常精简，但是功能齐全，集代码编写、调试以及仿真等多种功能于一身，在该平台上能够实现51单片机开过过程中所需要的所有功能，并且Keil还可以同Proteus软件一起实现系统的联合仿真，开发者通过仿真可以看到系统的实际效果，因此选择STC89C51单片机是较为适合作为本系统的主控芯片的。
方案二：若以系统的功耗作为主要考核目标，那一个德州仪器公司生产的MSP430系列单片机绝对是当之无愧的首选，430单片机内部集成了4种低功耗模式，当系统不在正式工作时，可使其进入低功耗，当再次工作时，430单片机能瞬间恢复到正常工作中来，因此如果使用单片机作为本系统的主控芯片，能够结合其低功耗模式将系统的功耗降到最低。在MSP430单片机的内部资源方面，大多数430单片机内部不但集成了定时器、UART以及丰富的管脚中断，并且还具有ADC、DAC以及DMA等功能，这些资源的集成能够将系统的开发变得高效稳定，并且节省硬件系统的开发空间。在MSP430单片机的开发环境方面，它是以UI
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