1、 毕 业 设 计 （ 论 文 ）基于 AVR 单片机多功能遥控题 目数码万年历设计系 （院）光电工程系专 业 电子信息科学与技术班 级 2010 级 2 班学生姓名 董立志学 号 1014080304指导教师 陈庆东职 称 讲师二一四年六月十八日独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 二一四年六月十八
2、日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 二一四年六月十八日滨州学院本科毕业设计（论文）I基于 AVR 单片机多功能遥控数码万年历设计摘 要本设计论述了一种以 AVR 单片机、时钟电路 DS1302 和数值温度传感器 DS18B20 为核心组成的电子
3、万年历控制系统，该系统利用 AVR单片机采集了当前时间与温度，实现时间/温度显示、播报等功能。它以 AVR 单片机为主控芯片，利用 DS1302 对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、时、分、秒、星期等信息；采用数字温度传感器 DS18B20 实现多路温度的检测，采用 LCD12864可以形象直观的显示测出的当时的时间/温度值。关键词：AVR 单片机； DS1302；DS18B20；LCD12864滨州学院本科毕业设计（论文）IIThe Design of Multi Function Remote Digital Calendar Dased on AVR Singl
4、e ChipAbstract This design is discussed based on AVR microcontroller, DS1302 clock circuit and the numerical temperature sensor DS18B20 as the core of the electronic calendar control system, the system uses AVR single chip to collect the current time and temperature, implementation time/temperature
5、display, alarm, etc. It applies AVR single chip microcomputer as main control chip, DS1302 is used for digital electronic calendar to realize intuitive digital display, It can display year, month, day, at the same time, minutes ,seconds, week and other information; Multiplexer is realized by using d
6、igital temperature sensor DS18B20 temperature detection, adopting LCD12864 image can be intuitive show the measured temperature of time/at that time. Key words：AVR microcomputer；DS1302；DS18B20；LCD12864 滨州学院本科毕业设计（论文）1目 录引 言 3第一章 万年历的发展背景 4第二章 总体设计方案 62.1 整体方案设计框图 62.2 设计要求 62.3 系统整体方案论述 7第三章 系统硬件电路设
7、计 83.1 单片机模块设计 83.1.1 AVR 单片机的复位电路 .83.1.2 AVR 单片机的时钟电路 .93.2 DS1302 电路设计 103.3 DS18B20 电路设计 .133.4 显示电路设计 153.5 红外遥控模块的设计 163.5.1 红外遥控的介绍 .163.5.2 红外遥控的原理 .163.6 语音播报模块的设计 173.6.1 蜂鸣器的介绍 .173.6.2 蜂鸣器的结构原理 .18第四章 系统软件设计 194.1 系统软件设计整体思路 194.2 时间系统程序流程图 194.3 温度初始化流程图 .204.4 温度控制流程图 204.5 红外遥控流程图 22第
8、五章 硬件电路设计与仿真 23滨州学院本科毕业设计（论文）25.1 硬件仿真电路图 .235.2 ICCAVR 程序仿真 235.3 Proteus 仿真结果 .24结 论 26参考文献 27谢 辞 28附 录 29滨州学院本科毕业设计（论文）3引 言随着现代社会的发展，科技的进步，以及温度控制装置在不同领域的应用，智能化已是现代温度管理控制系统的发展主流的方向。数字系统在测控的领域应用日趋广泛，以集成电路系统为基础的数字系统已经逐渐取代了以分立元件为基础的模拟式系统。单片机 1的出现更是近代计算机技术发展历史上的一个重要里程碑。在单片机没有诞生的时候，为了满足工人控制对象嵌入式的应用要求，只
9、能将通用计算机进行机械的加固、电气加固后可以嵌入进对象体系中。但因为通用计算机巨大的体积和高成本也无法嵌入到大多数对象体系中。单片机的应嵌入式应用而产生，它微小的体积和成本很低可广泛的应用在仪器仪表以及工业控制的单元中。随着集成的电路技术的发展，微型计算机的功能也在不断地增强，许多高性能的新型机不断的涌现出来。单片机有较高的功能、较小体积、很高的可靠性、很低的造价和很短的开发周期等一些优点，在现代的工业生产中如：用于进行热处理作用的加热炉、用于融化金属作用的坩锅电阻炉、反应炉、锅炉等，在我们的日常生活中如：热水器、电热毯等这些，都用到了电阻加热的基本原理 2。随着生产以及生活提高，对自动化要求
10、也是提出了更高的要求，单片机不断更新换代，满足了上述的要求，达到自动控制品质的目的。基于以上的条件，选择单片机系统作为本毕业设计的应用手段。温度是在工程测量之中最基本的物理量中的一个，物理、生物、化学等学科都不能离开温度。在国内的很多行业，虽然温度的控制系统的应用已经十分广泛，但是对于国内现在生产出的温度控制器来说，总体的发展水平仍旧不高，与美国、日本等先进的国家相比，仍然具有着非常大的差距。对于发展较为成熟的温控产品，其主要以“点位”控制以及 PID 控制器 3为主，然而 它们只能适用于一般的温度系统的控制，而对于那些较高控制场合的智能化、自适应的控制仪表，国内技术仍旧很不成熟，形成的商品化
11、的并且应用十分广泛的控制仪表还是很少的。因此，各行各业对温度的控制要求都一天比一天高。因此，智能化已是成为现代温度的控制系统发展的主要方向。特别是近些年来，温度控制系统已经应用到人们生活的很多方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个很实际问题。针对这种情况，设计一个温度控制系统，具有非常广泛的应用前景与实际意义。滨州学院本科毕业设计（论文）4第一章 万年历的发展背景国内：随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用。单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。在国内：单片机的学习呈上升趋势，但很多人
12、学习是无头绪，不知道从何入手，行业发展迅速，国内生产技术不断提升。国内企业为了获得更大的投资收益，在生产规模和产品质量上不断提升，开发单片机呈必然趋势。我国生产的电子万年历有很多，总体上来说是研究多功能电子万年历 4为主，使万年历除了具有原来的时间、日期等基本功能外，还具有闹钟，报警等功能，商家生产的电子万年历更从质量、价格、实用上考虑不断改变电子万年历的设计，使其更有市场。在科技发达的今天，智能化必将是以后的发展趋势，所以开发活和学习单片机是社会发展的必然需求。国外：二十一世纪的今天，最具有代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。前两次革命是摆和摆轮游丝的发明，以及
13、石英晶体振荡器的应用，第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使得从原来传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期，星期，温度以及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求!因此，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨越性的进步。随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，对时间的要求越来越高，精准数字计时的消费需求也是越来越多。二十一世纪的今天,最具代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝
14、的机械钟或表。第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历） ，使计时产品的走时日差从分级缩小到 1/600 万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的滨州学院本科毕业设计（论文）5显示功能，它更符合消费者的生活需求。因此，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步。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。本文提出了一种基于 AVR 单
15、片机的万年历设计方案，本方案以 AVR 单片机为主控核心，与时钟芯片 DS13025、温度传感DS18B206、按键、LCD 显示等模块组成硬件系统。在硬件系统中设有独立按键和LCD 显示器，能显示年、月、日、时、分、秒及星期等信息，同时用 DS18B20 温度传感器来接收外部的温度信号，让单片机接收并输出电脉冲信号，在液晶显示屏上显示测量到的温度，并且根据使用者的需要可以随时对时间进行校准、选择时间等。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。滨州学院本科毕业设计（论文）6第二章 总体设计方案2.1 整体
16、方案设计框图该方案使用了 AVR 单片机作为控制核心，时钟芯片 DS1302 可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录；有智能温度传感器 DS18B20 为温度测量元件，通过键盘模块对温度的上、下限设置，进行温度的控制；语音模块采用蜂鸣器，其主要实现的功能是播报时间、温度；显示电路采用 LCD128647，使用单片机直接驱动 LCD12864 来构成显示电路。如图 2.1 所示。图 2.1 总体系统方案设计框图2.2 设计要求（1）设计基本要求 具有年、月、日、时、分、秒、星期等基本计时功能； 具备时间校准功能； 可以测量室内日常温度；（2
17、）创新要求 具有整点/温度报时的功能； 设定闹钟报时的功能； 实现红外遥控功能；单片机主控器DS1302 时间模块 LCD12864 显示模块DS18B20 温度模块MOKUAIMOKUAI块蜂鸣器报警模块红外遥控模块滨州学院本科毕业设计（论文）72.3 系统整体方案论述本电路是由 AVR 单片机为控制核心器件，本身具有在线编程功能、低功耗、高性能，能在 3V 超低压工作；由 DS1302 提供时钟电路，它是一种低功耗、高性能、带有一个 31*8 的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器 8的实时时钟电路，工作电压在于 2.5V5.5V 之间，可以产生年、月、日、星期、时、分、秒，同时还具有掉电
18、自动保存功能；系统采用智能温度传感器 DS18B20，它直接输入数字量，精度高，电路简单，只需要模拟 DS18B20 的读写时序，根据 DS18B20 的协议读取转换的温度，用 LCD12864 显示实时的温度。该系统硬件电路简单，但是程序设计较复杂些。不过已经对DS1302、DS18B20 、LCD12864 显示器有一定的了解，而且曾经在网上看过此类程序设计，并且我们已经使用开发工具 ICCAVR，用 C 语言对系统进行程序设计，用仿真软件 PROTEUS 对系统进行了仿真，设计了一种用单片机、时间传感器、数字温度传感器等实现的控时间、温度系统，达到了预期的效果。本系统不仅可以提高控制的精
19、度，而且可以及时对时间/温度进行控制，具有使用简单方便，不仅准确而且可靠，实时性及强等优点，体现了技术的先进性，经济上也没有任何问题。滨州学院本科毕业设计（论文）8第三章 系统硬件电路设计3.1 单片机模块设计AVR 单片机 9可以为很多嵌入式的控制系统提供灵活性高而且价格价廉的方案。本次时间/温度监控系统的设计就采用 AVR 单片机作为微型控制芯片和数据处理。原因是单片机和其他的微型控制单元有非常显著地特点，主要包括一下几个方面：它与 MSC-51 是兼容的，而且内部有可编程的闪存，写/擦循环的次数的寿命可以到达次，保存数据的时间可以达到 10 年的时间。I/O 线是 32 位可编程的，中断
20、源有 5 个，串行通道都可以编程，有低功耗的闲置模式和掉电自动保存模式，使用十分方便。3.1.1 AVR 单片机的复位电路复位电路 10是所有的单片机电路中非常重要的部分，单片机在启动的时候需要复位，以确保单片机以及各部件都能处于稳定的初始状态，而求能够从初始的状态工作的 AVR 单片机的复位信号时可以从它的复位引脚引入到芯片内的施密特触发器当中。当系统处于正常的工作中，且振荡器确定后，如果复位的引脚上有一个高电平并可以维持 2 个以上的机器周期，则 CPU 就可以响应而且把系统复位。单片机有手动按钮复位和上电复位两种方式，本次实验采取按键的手动复位，手控按键在一定程度上可使操作非常简单而且快
21、捷，它复位的原理电路如图 3.1 所示。滨州学院本科毕业设计（论文）9图 3.1 复位电路3.1.2 AVR 单片机的时钟电路XTAL1 引脚是反向振荡放大器的输入和内部的时钟工作电路的输入。XTAL2引脚来自反方向的振荡器输出。振荡器 11的特点如下： XTAL1 和 XTAL2 依次是反向的放大器的输入以及输出。这个反向放大器可以配置成片内振荡器。石晶振荡以及陶瓷振荡都可采用这个方法。如可以采用外部的时钟电源作为它的驱动器件，XTAL2 应该不接。有多余的输入到内部的时钟信号的时侯要通过一个两分频的触发器，因此，对于外部的时钟信号的需求脉宽没有任何的要求，但必须得保证脉冲的高低电平要求的宽
22、度。单片机的时钟电路可以为单片机提供时钟频率的电路，单片机的机器周期取决于晶振的频率，晶振的作用是非常大的。晶振也叫作晶体振荡器，它结合单片机内部电路产生单片机所需要的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，而单片机的一切指令都是在单片机的时钟频率的基础上的，时钟电路如图 3.2 所示。图 3.2 时钟电路3.2 DS1302 电路设计（1）DS1302 芯片如图 3.3 所示 DS1302 的内部结构，使用串行接口时钟芯片 DS1302 设计时钟电路。该设计方案以单片机 AVR 为主控芯片，以串行时钟芯片 DS1302 为核心计滨州学院本科毕业设计（论文）10时芯片
23、，组成数字时钟电路。该电路不但能准确地计时，而且，其三线接口可以节省接口资源，在断电后不丢失时间和数据信息。图 3.3 DS1302 的内部芯片图示（2）DS1302 控制字表 3.1 所示 DS1302 的控制字符的说明，控制字节的最高有效位(位 7)必须是逻辑 1，如果它为 0，则不能把数据写入 DS1302 中，位 6 如果为 0，则表示存取日历时钟数据，为 1 表示存取 RAM 数据;位 5 至位 1 指示操作单元的地址; 最低有效位(位 0)如为 0 表示要进行写操作，为 1 表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。7 6 5 4 3 2 1 01RAMCKA4 A3 A2 A
24、1 A0RAMK表 3.1 DS1302 的控制字格式（3）DS1302 的引脚图如图 3.4 所示 DS1302 的引脚排列,其中 Vcc1 为后备电源， Vcc2 为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 两者中的较大者供电。当 Vcc2 大于 Vcc1+0.2V 时，Vcc2 给 DS1302 供电。当 Vcc2 小于Vcc1 时，DS1302 由 Vcc1 供电。X1 和 X2 是振荡源，外接 32.768kHz 晶振。RST是复位/片选线，通过把 RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。 RST 输入滨州学院本科毕业设计（
25、论文）11有两种功能：首先，RST 接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当 RST 为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对 DS1302 进行操作。如果在传送过程中 RST 置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。上电运行时，在 Vcc2.5V 之前，RST 必须保持低电平。只有在 SCLK 为低电平时，才能将 RST 置为高电平。I/O 为串行数据输入输出端(双向)，SCLK 始终是输入端。图 3.4 DS1302 引脚排列（4）DS1302 的原理DS1302 在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把 S
26、CLK 端置 “0”，接着把 RST 端置 “1”，最后才给予 SCLK 脉冲；读/写时序如图 3.5 所示。在控制指令字输入后的下一个 SCLK 时钟的上升沿时，数据被写入 DS1302，数据输入从低位即位 0 开始。同样，在紧跟 8 位的控制指令字后的下一个 SCLK 脉冲的下降沿读出 DS1302 的数据，读出数据时从低位 0 位到高位 7。要进行写操作，为 1 表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。图 3.5 DS1302 读/写时序图滨州学院本科毕业设计（论文）123.3 DS18B20 电路设计（1）DS18B20 芯片DS18B20 是一种新型的数字温度传感器，它的优点是
27、体积小、精度高、适用于电压宽、采用一线总线、可组网，其主要是根据应用场合的不同而改变其外观，可用于电缆沟的测温，高炉温测温，锅炉测温，机房测温，大棚测温等各种非极限的温度场合。它的特点是耐磨耐碰且体积小，使用方便，可以用于各种狭小的空间设备的数字测温和控制领域。（2） DS18B20 主要的功能相对于其他的温度传感器本传感器具有非常好的功能和特性，适用的电压范围比其他的传感器要宽，电压范围大约在 3.0-3.5V 之间，且在寄生电源线能实现由数据线供电。它还有一种独特的单口接线方式，只需要一条数据线就可以实现传感器与单片机上的连接，使用方便。在使用过程中，传感器不需要任何的外围的元件就能使用，
28、测温范围也很广。（3） DS18B20 测温原理内部结构减法的计数器1斜坡累加器=0减法的计数器2预 置低的温度系数振 荡 器高温度系数振 荡 器计数比较器预 置温度值寄存器=0图 3.6 测温原理内部装置DS18B20 测温的原理 12如图 3.6 所示，图中具有较低的温度系数的晶振，温加 1停止滨州学院本科毕业设计（论文）13度对振荡频率的影响并不大，可以产生固定的频率脉冲信号同时送到减法的计数器中，图中具有高的温度系数的晶振受温度的变化和震荡频率影响大，它将产生信号将要作为另一减法的计数器的输入脉冲信号。其中图中没有显示出计数门，计数的门在打开时，DS18B20 就对具有低的温度系数的振
29、荡器所产生时钟的脉冲来进行计数，从而实现温度的测量。其中高的温度系数的振荡器可以决定计数门其开启的时间，每次进行测量之前，先将 31所对应基数置入温度值寄存器和减法的计数器 1 中，这时的减法的计数器 1 和温度值寄存器就会被预置在 31所对应的一个基数值。减法的计数器 1 对低温度的系数晶振能够产生的所有脉冲的信号进行减法的计数，当减法的计数器 1 的预置值减到 0 时温度值寄存器的值将加 1，减法的计数器 1 的预置又一次被装入，减法的计数器 1 将重新对低的温度系数的晶振产生的脉冲信号实行计数，如此这样循环直到减法的计数器 2 的计数减到 0 时，温度值寄存器其值的累加将被停止，温度值寄
30、存器的值即是所测的温度。斜率型累加器可以用于补偿及修正在测温过程中出现的非线性，其输出可以用来修改减法的计数器中的预置值，计数门重复上述的过程直到被关闭，直到温度值寄存器中的值于被测温度值相等。 （4）DS18B20 的引脚图及接线图图 3.7 DS18B20 的引脚图及接线图引脚功能的说明：DQ 是数字的信号的输入/输出端；GND 为接地端电源；VCC 为外接供电的电源的接入端（在寄生电源的接线方式的时候接地） ； 3.4 显示电路设计滨州学院本科毕业设计（论文）14（1）LCD12864 的芯片LCD12864 是带中文字库的 128X64 是一种具有 4 位/8 位并行、2 线或 3 线
31、串行多种接口方式， 中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为 12864, 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。（2）LCD12864 的功能LCD12864 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。（3）LCD12864 的引脚图及接线图图 3.8 L
32、CD12864 的引脚图及接线图1. VSS:显示模块的电源；2. VDD:显示模块的电源正端；3. VEE：LCD12864 驱动电压输入端 ；4. R/E:并行的读写选择信号；串行的数据口；5. PS:并行的指令/数据的选择信号；串行的片选信号；6. E：并行的使能信号；串行的同步时钟；7. 数据口：D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7；3.5 红外遥控模块的设计滨州学院本科毕业设计（论文）153.5.1 红外遥控的介绍远程遥控技术又称为遥控技术，是指实现对被控目标的遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可
33、靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。3.5.2 红外遥控的原理红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。发射机一般由指令键(或操作杆)、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。接收电路一般由接收电路、放大电路、调制
34、电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路(机构)等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来，并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制（机构） 。如图 3.9、3.10 所示，此为红外遥控电路图及控制按键图。图 3.9 红外遥控电路图滨州学院本科毕业设计（论文）16图 3.10 红外遥控控制按键图3.6 语音播报模块的设计3.6.1 蜂鸣器的介绍语音模块采用蜂鸣器，其主要实现的功能是播报时间、温度。以下是对蜂鸣器的介绍：1蜂鸣器的作用蜂鸣器是一种一体化
35、结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。2蜂鸣器的分类 蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。3蜂鸣器的电路图形符号 蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、 “LB”、“JD”等）表示。3.6.2 蜂鸣器的结构原理a) 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。b) 多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.515V 直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出 1.52.5kHZ 的音频信号
36、，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。c) 压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。如图 3.11 所示，蜂鸣器的接线图，可知道蜂鸣器模块的连线构造。滨州学院本科毕业设计（论文）17图 3.11 蜂鸣器的接线图滨州学院本科毕业设计（论文）18第四章 系统软件设计4.1 系统软件设计整体思路系统的软件主要是采用 C 语言 13编程，对单片机进行编程来实现他的各项功能。系统主流程图主要有对系统的初始化、DS1302 时钟电路的初始化流程、DS18B20 温度传感器的初始化流程、温度控制的流程、红外遥控的流程、LCD128
37、64 显示流程几部分。4.2 时间系统程序流程图从本设计的原理图上可以看出，单片机从 D3 口输出位选码，从 D0 口输出段选码，LCD12864 就会显示出数字来。可见，将要显示的存储单元的数据直接送到D0 口去驱动 LCD12864 显示是不能正确表达的，必须在系统内部将要显示的数据经过 BCD 码 14行转换后，将各个单元数据的段选代码送入 D0 口，去驱动LCD12864 显示屏显示。软件总体设计如图 4.1、4.2。读取时间寄存器数据数据处理送显示缓冲区调显示子程序判断有按键按下调定时开关子程序开始图 4.1 主函数流程 图 4.2 定时开关子程序定时开关子程序取时间寄存器数据数据处
38、理取时间开关寄存器数据按开关条件生成开关数据开关数据送 PA 口返回滨州学院本科毕业设计（论文）194.3 温度初始化流程图DS18B20 在编程的时候必须按照写好初始化、读字节、写字节、读取温度、温度值转换等的子程序，然后开机初始化 DS18B20，需要时调用读取温度子程序即可。在编写程序的过程中必须保证 DS18B20 从测温结束到将温度值转换成数字量需要一定的转换时间，这是必须保证的，不然会导致转换错误，使温度输出总是显示 31。流程图如图 4.3 所示。DS18B20 初始化开 始读字节写字节读取温度值温度值转换LCD 显示图 4.3 DS18B20 流程图4.4 温度控制流程图本系统
39、先进行初始化，通过按键来设定所需要的温度值，设定之后，DS18B20温度传感器首先进行温度得采集，将温度传递给单片机然后通过 LCD 液晶屏来进滨州学院本科毕业设计（论文）20行显示，单片机将传感器输出温度值和设定的温度值进行比较，若大于给定上限温度值，则进行制冷，若小于给定下限温度，则进行加热，一直到温度满足设定的温度值范围，如图 4.4 所示。图 4.4 温度控制流程开始初始化系统设置温度值温度采集温度显示采集温度与设置温度比较大于温度上限降温小于温度下限下限结束升温否是是滨州学院本科毕业设计（论文）214.5 红外遥控流程图本次设计按键采用独立式键盘 15，由于按键的功能比较少，所以编程
40、比较简单，其中温度加和温度减采用查询式按键，设置键采用中断的方式，中断的方式编程只需选择中断方式和赋值就行，查询式就要包括下面几个步骤即查询按键是否按下、延迟、消抖、转按键程序、延迟、查询等几个步骤。具体流程图如图 4.5.、4.6所示。开始按键是否按下按下？发出中断请求单片机响应中断是否开始是否有按键按下延迟是否有按键按下执行按键程序是否是否图 4.5 中断式按键流程图 图 4.6 查询式按键流程图滨州学院本科毕业设计（论文）22第五章 硬件电路设计与仿真5.1 硬件仿真电路图图 5.1 硬件仿真电路图仿真过程：首先初始化 LCD12864 显示器，按下设置键，进入设定时间设置状态，如按下
41、P10 键会进入暂停状态，选择调试位置，而后可以进行调试时间的正确性；当按下 P11 键时可以循环调节星期的日期；若此时再按下 P12 键，开始增加时间值，即每按下 P12 键，时间值都会增加一个单位，按下 P13 键，开减小时间的值，每按一下，时间值减小单位值，设置一个时间值通过编程可以控制时间。设定好时间后，系统由 DS1302 采集时间值，经 AVR 处理后,由 LCD2864 显示出来。5.2 ICCAVR 程序仿真程序采用 ICCAVR 软件仿真，生成 HEX 文件装载到单片机中进行运行，程序在不断改进中编译成功，如图 5.2 所示。滨州学院本科毕业设计（论文）23图 5.2 ICC
42、AVR 软件仿真5.3 Proteus 仿真结果硬件电路仿真采用 Proteus 进行仿真，点击运行后系统初始化，LCD12864 显示时间/温度。滨州学院本科毕业设计（论文）24图 5.3 时间/ 温度正常时的仿真图在电路仿真的过程中，开始由于电路连接问题和元器件参数设置不当造成软件仿真出现误差和不稳定的问题，在从新检查和连接设置之后，电路能正常运行，在初始化之后，LCD12864 显示器显示电脑上的时间及当时室内的温度，在显示温度传感器传来的实时温度，这是由于，DS18B20 中预设的温度就是 40，在初始化后先显示 40 度属于正常现象。另一方面在升温和降温的的极限值的时候存在一定的误差
43、，都属于正常现象。滨州学院本科毕业设计（论文）25结 论本设计由一种基于 AVR 单片机的万年历设计，以 AVR 单片机为主控核心，与时钟芯片 DS1302、温度传感器 DS18B20、红外遥控、 LCD 显示等模块组成硬件系统。在硬件系统中设有独立按键和 LCD 显示器，能显示年、月、日、时、分、秒、星期及温度等信息，同时用 DS1302 实现对时间进行实时计数，用 DS18B20 实现温度传感器接收外部的温度信号来检测温度。让单片机接收并输出电脉冲信号，在液晶显示屏上显示测量到的时间/温度，并且根据使用者的需要可以随时对时间进行校准、选择时间等。在软件中，软件主要是采用 C 语言编程，对单
44、片机进行编程来实现他的各项功能。系统主流程图主要有对系统的初始化、DS1302 时钟电路的初始化流程、DS18B20 温度传感器的初始化流程、LCD12864 显示流程、温度控制的流程、红外遥控的流程几部分。滨州学院本科毕业设计（论文）26参考文献1 吴金戌等编,8051 单片机实践与应用M, 北京: 清华大学出版社,2001:24-40. 2 马田华,等.可编程单总线数字式时间传感器 DS1302 的原理与应用J.电子质量,2004,10(7):83-85.3 易丽华,黄俊.基于 AVR 单片机与 DS18B20 的温度测量系统J. 电子与封装,2009 ,9(5):39-43.4 苏家健等
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