基于DS12887数字万年历设计电气自动化
基于DS12887数字万年历设计电气自动化[20200419155250]
摘 要
数字万年历作为一种普遍的计时工具深受广大消费者的热爱。本研究内容以STC89C52芯片为核心，运用C语言进行编程从而实现：小时，分，秒，年，月，以及星期的计时和实时的温度检测并且可以设置多个闹铃。该时钟系统主要由时钟电路，液晶显示电路，按键的调整以及温度调整组成。利用温度传感器DS18B20测量周围温度，以及时钟芯片DS12887芯片提供时钟计时功能，通过收发传输指令芯片AT24C02来传输，用LCD1602为显示器依靠按键来调节日期时间和闹钟设置。按键分为上下两排，上面一排单独一个复位键，显示精度为1秒，按下按钮这程序自动复位。第二排有四个按键，第一个为模式键，+选定要调整的时间，旁边两个为调整键，前面一个为“加”键另一个为“减”键，最后一个为设置闹钟的按键，当按下模式键可以通过调整键的加减来进行时间日期的调节，当按下设置闹钟键通过调整键来进行调整，运用模式键来选择对小时调整或是分钟的调整。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:STC89C52时钟芯片DS12887芯片AT24C02LCD1602显示器
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2单片机的发展趋势 2
1.3课题研究的目标 3
1.4课题研究的主要内容 3
1.5论文组织结构图 4
第二章方案的选择与论证 5
2.1时钟芯片的选择和论证 5
2.2键盘模块选择和论证 5
2.3显示模块选择和论证 6
第三章 硬件电路设计 7
3.1系统硬件总设计 7
3.2主控模块设计 8
3.2.1单片机最小系统设计 8
3.2.2主控芯片STC89C52 8
3.3数据存储模块的设计 9
3.3.1存储模块AT24C02的简介 9
3.3.2存储模块AT24C02接口电路 10
3.4时钟模块设计 11
3.4.1时钟模块DS12887介绍 11
3.4.2时钟模块DS12887内部功能 11
3.4.3DS12887时钟模块接口电路 12
3.5温度检测模块设计 13
3.5.1温度检测模块DS18B20主要特性 13
3.5.2 DS18B20温度检测步骤 13
3.5.3温度检测模块接口电路 14
3.6液晶显示模块设计 14
3.6.1液晶模块简介 14
3.6.2液晶显示模块接口电路 15
3.7蜂鸣器闹铃模块设计 16
3.8按键调整模块设计 16
第四章 软件部分设计 17
4.1主程序流程图 17
4.2时间显示子程序流程图 18
4.3环境温度采集子程序流程图 19
4.4按键调整流程图 20
4.5存储模块流程图 21
第五章 系统硬件和软件的调试 23
5.1 系统硬件的焊接与调试 23
5.2 系统软件的调试 23
第六章 论文总结 25
附录1系统硬件原理图 26
附录2程序代码 27
参考文献 43
致 谢 44
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着生活节奏的加快改善和人民生活水平的提高，越来越多的时间的需求，消费者对精确的数字定时需求也在不断增加。当今社会电子万年历是二十一世纪必不可少的产品，它与生活息息相关，可以称之为钟表业的巨大革命。钟表最初只是有钟摆和轮丝组成，通过检测其稳定的机械振荡频率从而使其时间差从分级缩小为秒级，根据这些性质从而设计出了机械的钟和表。由于机械震荡的准确度有限于是后期采用石英振荡器，根据石英震荡原理做出的石英电子钟更加准确月时差从分级缩小为秒级。最后演变为通过单片机来进行计时的数字万年历，其产片的时间准确度也越来越高，显示方式也从传统计时变为更加符合大众胃口的夜光数字的显示方式便于人们查看，在此基础上配以自动的日期、当天的气温、以及闹铃等日常生活所需的功能。使其更加适合大众的要求！所以电子万年历的设计给钟表界带来了巨大的飞跃提升了人民生活质量，人们可以通过钟表来了解时间，更加方便了生活和作息，随着时代的不断进步人们通过手表手机等电子产品来了解时间安排生活。
现今的电子万年历大多为多功能数字电子万年历也就是以日历显示时间和日期为基础再配以报警设置闹铃等功能。大多企业将产品的耐用度以及产品是否物美价廉最为重点不断完善改进万年历的设计使其更加是大众需求。
关于软件设计主要是清楚其流程图以及各个芯片相关的资料这样才能更好的完成设计的硬件部分。硬件主要是了解所使用芯片的基本用途以及芯片在你设计中的作用。通过STC89C52构建单片机最小系统在用DS12887集成芯片作为时钟模块根据软件以及硬件上的设计来完成数字万年历，通过LCD液晶显示屏来显示从时钟芯片获得的信息时间这样大大简化了硬件电路的设计，更加便于电路的焊接和完成软件方面新颖可靠。STC89C52其优点就是成本低廉因为它主要依靠Flash存储器技术不需要花费太多的资金而且其软件和硬件与MCS-51兼容，符合大众需求
首先，简单介绍一下在序言中对自己有利的单片机开发及在该领域的学科中低端意义的发展，以及数字万年历对人们生活的影响与人们生活作息和日常活动息息相关。而本设计所使用的DS12887芯片可以在断电的情况下对所需存储的数据进行长时间的保存，时间可长达十年，更加符合人们的需求，通常为了使万年历更加贴近生活我们通常会添加温度的显示以及闹铃的设置。
1.2单片机的发展趋势
单片机从九十年代的钟摆到现今已经有了巨大的飞跃并朝着性能优越和多样化发展,主要更加完善了单片机的COMS化，能耗低，占用面积小但其存储量大，性能优越，成本低廉以及外部电路的优化等方面。CMOS芯片其功耗低并具有一定的可控性使单片机工作时所产生的功耗得以控制，并且因为现今CHMOS技术的趋于成熟促使单片机的CMOS更加完善，因此人们更愿意将80C51取代8051来使用。我们一般使用的单片机中的芯片大多依靠半导体工艺生产。其电路具有功耗低，密度高，速度低，成本低廉通过大量的芯片来完成不同的任务。
现如今主要是HMOS与CHMOS工艺以及CMOS工艺分别结合，而HMOS主要就是密度和速度都很高的MOS。现在市面上的CHMOS电路可以达到LSTTL的速度其传输延迟的时间缩小到2ns之内。因此CMOS已经开始慢慢取代TTL电路在单片机中的地位。但是在实际的设计生产中单片机内部的程序和数据的存储空间是不足以完成所要信息的存储，于是就必须使用外界方式进行扩充。随着科技以及工艺水平的不断提升，单片机所可以存储的容量也会更加充足。
科技水平不断的提高，单片机内部的CPU性能也在不断的加强,最主要的就是使其运算的速度更快了同时增加了位处理的功能、中断、定时功能。CPU主要通过流程图模式从而使需要的指令按照一定方式显示出来以此来加强运算的速度。当然因为单片机工作模式的不同采用的流程图也不同，其中可能有多个流程图一起供单片机使用，而这类型的单片机运算速度较之其他普通的单线流程图要高出十倍以上。通过不断完善的集成技术，人们通常将不同的功能集成在单片机内，除了本身所必须具有的CPU、ROM、RAM、定时器计数器等外还另外加入了AD、DA,EEPROM、PWM、看门狗(WatchDog)、液晶显示(LCD)驱动器等不同的功能。
现今的单片机可以直接驱动显示器其主要是通过给出高电压和高电流来完成要求。也可以通过增加高速的IO口来加快传输的速度从而以技术处相关数据，其主要是用于数据改变较快的场合根据不断提高的知识水平单片机也会更加得到进步，单片机会更加的符合人们所需的要求是人们的生活质量更加完美，单片机在现如今的生活中运用广泛例如航天，医疗，电梯的升降等。
1.3课题研究的目标
本文是以实时时钟芯片DS12887和STC89C52单片机为主要研究对象，着重进行单片机控制系统的设计研究和如何读取DS12887内部时钟信息的研究。以及运用DS18B20进行实时温度检测，通过AT24C02存储芯片来对STC89C51单片机的信息进行存储。主要内容包括：
摘 要
数字万年历作为一种普遍的计时工具深受广大消费者的热爱。本研究内容以STC89C52芯片为核心，运用C语言进行编程从而实现：小时，分，秒，年，月，以及星期的计时和实时的温度检测并且可以设置多个闹铃。该时钟系统主要由时钟电路，液晶显示电路，按键的调整以及温度调整组成。利用温度传感器DS18B20测量周围温度，以及时钟芯片DS12887芯片提供时钟计时功能，通过收发传输指令芯片AT24C02来传输，用LCD1602为显示器依靠按键来调节日期时间和闹钟设置。按键分为上下两排，上面一排单独一个复位键，显示精度为1秒，按下按钮这程序自动复位。第二排有四个按键，第一个为模式键，+选定要调整的时间，旁边两个为调整键，前面一个为“加”键另一个为“减”键，最后一个为设置闹钟的按键，当按下模式键可以通过调整键的加减来进行时间日期的调节，当按下设置闹钟键通过调整键来进行调整，运用模式键来选择对小时调整或是分钟的调整。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:STC89C52时钟芯片DS12887芯片AT24C02LCD1602显示器
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2单片机的发展趋势 2
1.3课题研究的目标 3
1.4课题研究的主要内容 3
1.5论文组织结构图 4
第二章方案的选择与论证 5
2.1时钟芯片的选择和论证 5
2.2键盘模块选择和论证 5
2.3显示模块选择和论证 6
第三章 硬件电路设计 7
3.1系统硬件总设计 7
3.2主控模块设计 8
3.2.1单片机最小系统设计 8
3.2.2主控芯片STC89C52 8
3.3数据存储模块的设计 9
3.3.1存储模块AT24C02的简介 9
3.3.2存储模块AT24C02接口电路 10
3.4时钟模块设计 11
3.4.1时钟模块DS12887介绍 11
3.4.2时钟模块DS12887内部功能 11
3.4.3DS12887时钟模块接口电路 12
3.5温度检测模块设计 13
3.5.1温度检测模块DS18B20主要特性 13
3.5.2 DS18B20温度检测步骤 13
3.5.3温度检测模块接口电路 14
3.6液晶显示模块设计 14
3.6.1液晶模块简介 14
3.6.2液晶显示模块接口电路 15
3.7蜂鸣器闹铃模块设计 16
3.8按键调整模块设计 16
第四章 软件部分设计 17
4.1主程序流程图 17
4.2时间显示子程序流程图 18
4.3环境温度采集子程序流程图 19
4.4按键调整流程图 20
4.5存储模块流程图 21
第五章 系统硬件和软件的调试 23
5.1 系统硬件的焊接与调试 23
5.2 系统软件的调试 23
第六章 论文总结 25
附录1系统硬件原理图 26
附录2程序代码 27
参考文献 43
致 谢 44
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着生活节奏的加快改善和人民生活水平的提高，越来越多的时间的需求，消费者对精确的数字定时需求也在不断增加。当今社会电子万年历是二十一世纪必不可少的产品，它与生活息息相关，可以称之为钟表业的巨大革命。钟表最初只是有钟摆和轮丝组成，通过检测其稳定的机械振荡频率从而使其时间差从分级缩小为秒级，根据这些性质从而设计出了机械的钟和表。由于机械震荡的准确度有限于是后期采用石英振荡器，根据石英震荡原理做出的石英电子钟更加准确月时差从分级缩小为秒级。最后演变为通过单片机来进行计时的数字万年历，其产片的时间准确度也越来越高，显示方式也从传统计时变为更加符合大众胃口的夜光数字的显示方式便于人们查看，在此基础上配以自动的日期、当天的气温、以及闹铃等日常生活所需的功能。使其更加适合大众的要求！所以电子万年历的设计给钟表界带来了巨大的飞跃提升了人民生活质量，人们可以通过钟表来了解时间，更加方便了生活和作息，随着时代的不断进步人们通过手表手机等电子产品来了解时间安排生活。
现今的电子万年历大多为多功能数字电子万年历也就是以日历显示时间和日期为基础再配以报警设置闹铃等功能。大多企业将产品的耐用度以及产品是否物美价廉最为重点不断完善改进万年历的设计使其更加是大众需求。
关于软件设计主要是清楚其流程图以及各个芯片相关的资料这样才能更好的完成设计的硬件部分。硬件主要是了解所使用芯片的基本用途以及芯片在你设计中的作用。通过STC89C52构建单片机最小系统在用DS12887集成芯片作为时钟模块根据软件以及硬件上的设计来完成数字万年历，通过LCD液晶显示屏来显示从时钟芯片获得的信息时间这样大大简化了硬件电路的设计，更加便于电路的焊接和完成软件方面新颖可靠。STC89C52其优点就是成本低廉因为它主要依靠Flash存储器技术不需要花费太多的资金而且其软件和硬件与MCS-51兼容，符合大众需求
首先，简单介绍一下在序言中对自己有利的单片机开发及在该领域的学科中低端意义的发展，以及数字万年历对人们生活的影响与人们生活作息和日常活动息息相关。而本设计所使用的DS12887芯片可以在断电的情况下对所需存储的数据进行长时间的保存，时间可长达十年，更加符合人们的需求，通常为了使万年历更加贴近生活我们通常会添加温度的显示以及闹铃的设置。
1.2单片机的发展趋势
单片机从九十年代的钟摆到现今已经有了巨大的飞跃并朝着性能优越和多样化发展,主要更加完善了单片机的COMS化，能耗低，占用面积小但其存储量大，性能优越，成本低廉以及外部电路的优化等方面。CMOS芯片其功耗低并具有一定的可控性使单片机工作时所产生的功耗得以控制，并且因为现今CHMOS技术的趋于成熟促使单片机的CMOS更加完善，因此人们更愿意将80C51取代8051来使用。我们一般使用的单片机中的芯片大多依靠半导体工艺生产。其电路具有功耗低，密度高，速度低，成本低廉通过大量的芯片来完成不同的任务。
现如今主要是HMOS与CHMOS工艺以及CMOS工艺分别结合，而HMOS主要就是密度和速度都很高的MOS。现在市面上的CHMOS电路可以达到LSTTL的速度其传输延迟的时间缩小到2ns之内。因此CMOS已经开始慢慢取代TTL电路在单片机中的地位。但是在实际的设计生产中单片机内部的程序和数据的存储空间是不足以完成所要信息的存储，于是就必须使用外界方式进行扩充。随着科技以及工艺水平的不断提升，单片机所可以存储的容量也会更加充足。
科技水平不断的提高，单片机内部的CPU性能也在不断的加强,最主要的就是使其运算的速度更快了同时增加了位处理的功能、中断、定时功能。CPU主要通过流程图模式从而使需要的指令按照一定方式显示出来以此来加强运算的速度。当然因为单片机工作模式的不同采用的流程图也不同，其中可能有多个流程图一起供单片机使用，而这类型的单片机运算速度较之其他普通的单线流程图要高出十倍以上。通过不断完善的集成技术，人们通常将不同的功能集成在单片机内，除了本身所必须具有的CPU、ROM、RAM、定时器计数器等外还另外加入了AD、DA,EEPROM、PWM、看门狗(WatchDog)、液晶显示(LCD)驱动器等不同的功能。
现今的单片机可以直接驱动显示器其主要是通过给出高电压和高电流来完成要求。也可以通过增加高速的IO口来加快传输的速度从而以技术处相关数据，其主要是用于数据改变较快的场合根据不断提高的知识水平单片机也会更加得到进步，单片机会更加的符合人们所需的要求是人们的生活质量更加完美，单片机在现如今的生活中运用广泛例如航天，医疗，电梯的升降等。
1.3课题研究的目标
本文是以实时时钟芯片DS12887和STC89C52单片机为主要研究对象，着重进行单片机控制系统的设计研究和如何读取DS12887内部时钟信息的研究。以及运用DS18B20进行实时温度检测，通过AT24C02存储芯片来对STC89C51单片机的信息进行存储。主要内容包括：
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