智能化电子系统设计报告正文(带温度显示的多功能数字钟(编辑修改稿)

智能化电子系统设计报告正文(带温度显示的多功能数字钟(编辑修改稿)内容摘要：

化，为人们的生活带来便利。 第 页 2 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 2 总体方案设计 方案比较 方案一： 图 基于 LCD 的设计框图 该方案是用 LCD 进行显示的，内部包括了时钟电路，电源电路，温度检测等，核心是单片机，运用 keilc 进行编程。 报警电路用的是二极管代替的，按键设置能够自由的设计门限值。 方案二： 图 基于 LED 的设计框图 方案二运 用的 LED 灯作为显示部分，其他的和方案一相同。 按键电路L CD 显示IIC 电路电源电路温度检测时钟电路报警电路MC 52 单片机按键电路LED 显示IIC 电路电源电路温度检测时钟电路报警电路MC 52 单片机 第 页 3 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 方案论证和方案选择 LED 是发光二极管属于二极管的一种 ,lcd 是液晶显示屏 ,两者相差太多 .但是用 LED的点阵也能组成显示器 ,适用于户外大屏幕显示 ,分辨率较低。 LED 显示器与 LCD 显示器相比， LED 在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。 LED 与 LCD 的功耗比大约为 1:10，而且更高的刷新速率使得 LED 在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达 160176。 的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、 VCD、 DVD 等彩色视频 信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。 有机 LED显示屏的单个元素反应速度是 LCD 液晶屏的 1000 倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下 40 度的低温。 利用 LED 技术，可以制造出比 LCD 更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用前景。 所以综合考虑，我们选择用基于 LED 的方案一更为合适。 设计直接用单片机编程，用硬件电路搭建方便，通过 STC89C52 单片机编写程序，将预定功能一一实现。 这样可以大大简化系统结构，降低材料的成本。 提高系统的先进性和可靠性，能实现控制器的系统编程。 第 页 4 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 3 硬件接 口设计 各硬件功能介绍及电路设计 DS18B20 温度传感器 DS18B20 的核心功能是它的直接读数字的温度传感器，温度传感器的精度为用户的可编程的 9， 10， 12 位，分别为 ， ， 和 度增量递增，在上电状态下默认的精度为 12 位。 DS18B20 上电后保持低电耗的默认状态。 123J 1 5D S 1 8 b 2 0R 2 3WRV C C 图 温度传感器电路图 串口通信电路 RS232串口通信通过 CPU发送控制信号控制 RS232的发送和接受。 串口的工作方式有： 方式 0 (00)：同步移位寄存器方式（ 用于扩展 I/O） 方式 1(01):8 位异步收发，波特率可变（由定时器控制） 方式 2(10):9 位异步收发，波特率为 Fosc/64 或 Fosc/32 方式 3(11):9 位异步收发，波特率可变（由定时器控制） RS232 下载电路主要有串口和 MAX232 构成。 J1_1 为串口接口，一端连接 MAX232，另一端通过串口线和电脑连接。 J1 为下载接口，通过杜邦线可以与单片机的 TXD 和 RXD相连接。 第 页 5 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 162738495J1D B 9V C CT X DR X DR 1 i n13R 2 i n8T 1 i n11T 2 i n10V+2V6VCC16R 1 o u t12R 2 o u t9T 1 o u t14T 2 o u t7C 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5GND15R S 2 3 2R S 2 3 2T T LT T LI C 1M A X 2 3 2C71 0 u FC11 0 4C51 0 4C31 0 4C21 0 4V C C 图 串口通信电路 按键电路 键盘分为编码键盘和非编码键盘。 键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产 生键编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘。 而靠软件编程来识别的键盘称为非编码键盘，在单片机组成的各种系统中，用得较多的是非编码键盘。 非编码键盘又分为独立键盘和行列式键盘。 在本设计中定义了 8 个按键，其功能如下： S2: 确定 S6：设置当前时间 S3：设置闹钟 S7：设置报警温度 S4：加 S8：减 S5：左移 S9：右移 12345678J5C O N 8S2K E Y 4S3K E Y 4S4K E Y 4S5K E Y 4S6K E Y 4S7K E Y 4S8K E Y 4S9K E Y 4S 1 0K E Y 4S 1 1K E Y 4S 1 2K E Y 4S 1 3K E Y 4S 1 4K E Y 4S 1 5K E Y 4S 1 6K E Y 4S 1 7K E Y 4 图 按 键电路图 第 页 6 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 LED 显示电路 对于数码显示管单元，我们选用的是七段数码显示管，七段数码显示管有共阴极和共阳极两种，显示器接口按驱动方式可分为静态显示和动态显示两种方式。 静态显示的优点是显示稳定，亮度高；缺点是占用硬件电路（如 I/O 口、驱动器等）多。 动态显示的优点是节省硬件电路；缺点是采用软件扫描时占用 CPU 时间多，当显示位数较多时，显示器亮度将受到影响。 此系统我们采用的是 7 段共阳数码显示管、动态显示的工作情况。 在该电路中， P0 口作为 8 个数码管的使能端， P2 口作为 8 个数码管的数据端，通过动态扫描，让 数码管显示我们需要的内容。 a11b7c4d2e1f10g5dp3382911246L E D 14 L E Da11b7c4d2e1f10g5dp3382911246L E D 24 L E DR 1 44 K 7R 1 64 K 7R 1 74 K 7R 1 84 K 7RARBRCRDRERFRGRHLALBLCLDLELFLGLHRA RB RC RD RE RF RG RHT59 0 1 2T69 0 1 2LET79 0 1 2LFT89 0 1 2LG LHR81 0 0R71 0 0R61 0 0R51 0 0R41 0 0R31 0 0R21 0 0R11 0 0R94 K 7R 1 14 K 7R 1 24 K 7R 1 34 K 7V C CLALBLCLDT19 0 1 2T29 0 1 2T39 0 1 2T49 0 1 2P00P01P02P03P04P05P06P07P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7123456789J3C O N 9123456789J4C O N 9P 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7P 0 : 数码管 _ 位选 图 LED 显示电路图 单片机 STC89C52 STC89C52 是一种带 8K 字节闪烁可编程可檫除只读存储器（ FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能 COMOS8 的微处理器，俗称单片机。 该器件采用 ATMEL 搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS51 指令集和输出管脚相兼容。 第 页 7 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 P 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7I N T 0I N T 1T0T1T X DR X DR S TRDWRP S E NA L EC 2 0 2 2 p FC 1 92 2 p FX1X2C 1 64 . 7 u FR 2 21KR 2 11 0 KR S TV C CV C CP 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7V C CE A / V P31X119X218R E S E T9R D / P 3 . 717W R / P 3 . 616I N T 0 / P 3 . 212I N T 1 / P 3 . 313T 0 / P 3 . 414T 1 / P 3 . 515P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 0 . 039P 0 . 138P 0 . 237P 0 . 336P 0 . 435P 0 . 534P 0 . 633P 0 . 732P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627P 2 . 728P S E N29A L E / P30T X D / P 3 . 111R X D / P 3 . 010I C 3S T C 8 9 C 5 2 R CR P 21 0 k X 8R 1 9 1 0 KR 2 0 1 0 KV C CS 2 2K E Y 4C Y 21 1 . 0 5 9 2 M H z 图 单片机最小系统图 在本设计中，单片机是核心，通过软件编程，让单片机控制下面的 子模块，从而实现预定功能。 P0 口用作数码管的使能端， P2 口用作数码管的数据端， P1 口与 P3 口的一部分用作按键扫描与 24C02 的端口。 在本设计中还使用了中断。 IIC 的存储电路 I2C 串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线 SDA，另一根是时钟线 SCL。 所有接到 I2C 总线设备上的串行数据 SDA 都接到总线的 SDA 上，各设备的时钟线 SCL接到总线的 SCL 上。 IIC 总线的特点有：二线制，支持多主控，位速率 100 Kbit/s 到 kbit/s。 连接到相同数量的 IIC 上面。 在本设计中， 24C02 用于存储闹钟时间与报警温度。 12J 1 4C O N 2R 2 41 0 KR 2 51 0 KV C CV C CT0T1C 1 81 0 4A01A12A23G N D4V C C8S D A5WP7S C L6I C 62 4 L C 0 2 图 IIC 的电路图 第 页 8 西华大学电气信息。