基于51单片机的温湿度及万年历设计 课程设计
仪器设计实验
课程设计名称： 基于51单片机的温湿度及万年历设计 专 业 班 级 ： xxxxx 学 生 姓 名 ： xxx 学 号 ： xxxxxxxxx 组 员 ：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 指 导 教 师 ： xxxxxxx 课程设计地点： xxxxxxxxx 课程设计时间： xxxxxxxxxxxxxxxxx
基于51单片机的温湿度及万年历设计 课程设计 目录
1 系统概述......................................................... 1
1.1 电子万年历发展背景 .......................................... 1 1.2 电子万年历的特点 ............................................ 1 1.3 电子万年历的发展现状 ........................................ 1 2 方案论证......................................................... 2
2.1 单片机芯片的选择方案和论证 .................................. 2 2.2 显示模块的选择方案和论证 .................................... 2 2.3 时钟芯片的选择方案和论证 .................................... 3 2.4 温湿度传感器的选择方案和论证 ................................ 4 3硬件设计 .................................................................................................................... 5
3.1 系统功能模块划分 ......................................................................................... 5 3.2 各单元模块功能分析及模块电路设计 ......................................................... 6 3.2.1 时钟模块 ...................................................................................................... 6 3.2.2 温湿度模块 .................................................................................................. 7
3.2.3 显示模块 ............................................................................................... 8 3.2.4 独立键盘模块 ..................................................................................... 13
4 软件设计.................................................................................................................. 14
4.1 万年历软件系统的流程图 ..................................... 14 4.2 温湿度信息的采集 ........................................... 16 4.3 时钟的读取 ................................................. 17
4.3.1 DS1302控制字节的说明 ................................. 17 4.3.2 DS1302时间日期寄存器及相应位定义 .................... 18 4.3.3 DS1302数据的输入和输出 ............................... 18 4.4 温度的显示控制 ............................................. 19 5 系统调试.................................................................................................................. 20
基于51单片机的温湿度及万年历设计 课程设计 1 系统概述
1.1 电子万年历发展背景
随着电子技术的发展，人类不断研究，不断创新纪录。万年历目前已经不再局限于以书本形式出现。以电脑软件或者电子产品形式出现的万年历被称为电子万年历。与传统书本形式的万年历相比，电子万年历得到了越来越广泛的应用，采用电子时钟作为时间显示已经成为一种时尚。目前市场上各式各样的电子时钟数不胜数，但多数是只针对时间显示，功能单一不能满足人们日常生活需求。
1.2 电子万年历的特点
电子万年历显示功能，包括公历年、月、日，时间、温度、湿度、星期、农历等等；附带功能有：定时闹铃、以及按钮是否可以正常调动。本文提出了一种基于89c51单片机的万年历设计方案，采用12864液晶显示。本方案以89c51单片机作为主控核心，与时钟芯片DS1302、温湿度传感器芯片DHT11、LCD12864显示等模块组成硬件系统。在硬件系统中设有3个独立按键和一个LCD显示器，能显示丰富的信息，根据使用者的需要可以随时对时间进行校准、时间、温湿度显示等，综上所述此万年历具有读取方便、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。
1.3 电子万年历的发展现状
随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路出现，给人类生活带来了根本性的改变。尤其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。电子万年历的出现给人们的生活带来的诸多方便。
市场上有许多电子万年历的专用芯片，如：LM8363、LM8365等，但它们
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基于51单片机的温湿度及万年历设计 课程设计 功能单一，电路连接复杂，不便于调试制作。因此本系统采用了以89c51单片机技术为核心，配合DHT11温湿度测量模块，DS1302时钟模块，LCD显示模块，键盘模块使该设计具有现实功能齐全，人机交互，节能的特点。
随着单片机的发展，电子万年历呈现了微型化 ，功能丰富化的趋势，而且价格在不断下降，考虑到资源问题，现在的设计设计的万年历都采用了节能设计方案，万年历对人们的生活有着十分重要的作用，所以电子万年历还是有很大的发展前景的。
2 方案论证
2.1 单片机芯片的选择方案和论证
采用89C52芯片作为硬件核心，89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器，采用Flash ROM，内部具有8KB ROM 存储空间，3个16位定时器、5个中断源（两个中断优先级），能于3V的超低压工作，而且与MCS-51系列单片机完全兼容，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，89C52是一种高效微控制器，51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，片上资源已经足够进行该方案的效设计，且该芯片简单易懂，与所学课程紧密联系，也可对所学知识进行简单的复习加深掌握，故选用该芯片进行系统方案的设计。
2.2 显示模块的选择方案和论证
方案一：
中文字库的LCD12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示，低电压
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基于51单片机的温湿度及万年历设计 课程设计 低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。万年历要求显示年月日、时分秒、星期、和农历。LCD12864液晶可以完成设计的要求 。 方案二：
系统采用LED显示。LED应用可分为两大类：一是LED单管应用，包
括背光源LED，红外线LED等；另外就是LED显示屏，目前，中国在LED基础材料制造方面与国际还存在着一定的差距，但就LED显示屏而言，中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。LED显示屏是由发光二极管排列组成的显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。采用LED数码管动态扫描.价格上比较经济实惠，但不能显示文字，性价比不是很高，操作起来比较液晶显示来说略显繁琐，所以也不用此种作为显示。
经过综合比较最终选择方案一，即选择LCD12864液晶显示屏。
2.3 时钟芯片的选择方案和论证
方案一：
采用单片机定时。单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。
直接采用单片机定时计数器提供秒信号，计数的脉冲由外部提供，定时的脉冲由外部晶振提供，定时加1的周期为一个机器周期；定时时间与初值和晶振频率有关。使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案减少芯片的使用，节约成本，但程序复杂度较高。 方案二：
采用DS1302时钟芯片。DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用双电源供电（主电
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