基于單片機(jī)的可測(cè)溫式電子萬(wàn)年歷

　　隨著科技的發(fā)展，生活中電子萬(wàn)年歷越來(lái)越普遍，功能也越來(lái)越多。根據(jù)人們的日?；拘枨?，設(shè)計(jì)一種電子萬(wàn)年歷，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)溫、鬧鐘、秒表和語(yǔ)音報(bào)警等功能，為人們的日常生活提供舒適和便捷，具有重要的使用價(jià)值。

　　本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)STC89C52的可測(cè)溫式電子萬(wàn)年歷，能實(shí)時(shí)地將當(dāng)前時(shí)間和周?chē)沫h(huán)境溫度顯示出來(lái)，并具有鬧鐘、秒表、語(yǔ)音報(bào)時(shí)的功能。萬(wàn)年歷主要使用溫度傳感器DS18B20采集溫度信息，與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向通信;時(shí)鐘芯片DS1302實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，準(zhǔn)確計(jì)時(shí);并通過(guò)語(yǔ)音芯片完成整點(diǎn)報(bào)時(shí)和溫度報(bào)警功能。該萬(wàn)年歷電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有時(shí)間精確、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

　　該可測(cè)溫式電子萬(wàn)年歷主要由STC89C52、時(shí)鐘芯片、溫度采集、顯示電路、語(yǔ)音報(bào)警等組成。按鍵可以實(shí)現(xiàn)顯示內(nèi)容的切換、時(shí)間的調(diào)整以及語(yǔ)音報(bào)警的設(shè)置。

　　1硬件電路的設(shè)計(jì)

　　該可測(cè)溫式電子萬(wàn)年歷工作時(shí)，首先初始化時(shí)鐘芯片，單片機(jī)從時(shí)鐘芯片讀取時(shí)間和日期等信息，同時(shí)又從溫度傳感器采集當(dāng)前環(huán)境溫度，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路送給液晶顯示屏，顯示相關(guān)的信息。其中，按鍵可以對(duì)時(shí)間、日期、星期和溫度進(jìn)行調(diào)整，并控制鬧鐘和秒表的功能。萬(wàn)年歷又加入了語(yǔ)音芯片，可以實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)和溫度報(bào)警的功能。

　　(1)時(shí)鐘芯片DS1302

　　DS1302在時(shí)間顯示方面應(yīng)用非常普遍，可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，并且具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V.采用三線接口與單片機(jī)進(jìn)行同步通，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)用于臨時(shí)性放數(shù)據(jù)的RAM寄存器，具有主電源和后備電源兩個(gè)引腳，并且具有對(duì)后備電源進(jìn)行電流充電的能力。DS1302與單片機(jī)之間采用串行數(shù)據(jù)傳輸，控制液晶屏顯示時(shí)間信息。

　　圖1 DS1302引腳圖

　　DS1302的引腳圖如圖1所示，其中Vcc2為主電源，Vcc1為后備電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。X1、X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc > 2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向);SCLK為時(shí)鐘輸入端。

　　(2)溫度傳感器DS18B20

　　溫度傳感器DS18B20直接與單片機(jī)連接，避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路。DS18B20的電壓范圍為：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電，采用獨(dú)特的單線接口方式。DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。測(cè)量溫度的范圍為-55℃～+125℃之間，測(cè)溫精度可以達(dá)到0.5℃。測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，串行傳送給單片機(jī)的CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。

　　DS18B20與單片機(jī)的連接方式有兩種：寄生電源連接方式和外部電源連接方式。該可測(cè)溫式電子萬(wàn)年歷采用外部電源連接方式。連接方法即DS18B20的1腳接地，2腳(DQ引腳)與單片機(jī)的一根I/O口線連接(P3.2腳)，3腳接電源+5V.在STC89C52的I/O口線與+5V之間連接一4.7K的上拉電阻，以保證數(shù)據(jù)采集的正常進(jìn)行。

　　(3)LCD1602溫度顯示的設(shè)計(jì)

　　該室溫報(bào)警裝置液晶顯示屏采用LCD1602，它是一種專門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。

　　在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口體積小、重量輕、功耗低的優(yōu)點(diǎn)。LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器(CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，與單片機(jī)連接后通過(guò)C語(yǔ)言編程就可以工作。在正常工作狀態(tài)下，電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)連接圖如圖2所示。

　　圖2 LCD1620與單片機(jī)的連線圖