基于單片機的數(shù)字時鐘的設(shè)計

基于單片機的數(shù)字時鐘的設(shè)計摘要本次設(shè)計的數(shù)字時鐘硬件部分主要包括STC89C52單片機、DS1302時鐘芯片、LCD1602液晶顯示屏、DS18B20溫度傳感器等部件?STC89C52單片機具有低功耗高性能的特點,DS1302時鐘芯片擁有高性能、低功耗、誤差小、使用壽命長的特點?它不僅可以對年、月、日、時、分、秒進行記錄,同時還擁有閏年補償功能?LCD1602液晶顯示屏則可以將年、月、日、時、分、秒和溫度等信息顯示出來?DS18B20溫度傳感器具有實時檢測溫度的功能。該數(shù)字時鐘最終具有時間顯示、鬧鐘提醒、溫度顯示、秒表計時功能?關(guān)鍵詞:單片機；液晶屏；數(shù)字時鐘；

DesignofelectronicclockbasedonsinglechipAbstractThedigitalclockhardwarepartofthisdesignmainlyincludesSTC89C52single-chipmicrocomputer,DS1302clockchip,LCD1602LCDscreen,DS18B20temperaturesensorandothercomponents.STC89C52MCUhasthecharacteristicsoflowpowerconsumptionandhighperformance,DS1302clockchiphasthecharacteristicsofhighperformance,lowpowerconsumption,smallerror,longservicelife,itcannotonlyforyears,months,days,hours,minutes,secondstorecord,atthesametimealsohasaleapyearcompensationfunction.TheLCD1602LCDscreencanbeyear,month,day,hours,minutes,secondandtemperatureinformationdisplay.DS18B20temperaturesensorhasthefunctionofreal-timetemperaturedetection.Theelectronicclockfinallyhastimedisplay,alarmclockreminder,temperaturedisplay,stopwatchtimingfunctions.Keywords:Singlechipmicrocomputer;TheLCDpanel;Electronicclock第1章前言1.1數(shù)字時鐘設(shè)計的背景在古代,人們通過觀察太陽影子來估算時間?到了近代,因為工業(yè)革命的爆發(fā),西方科學(xué)家們發(fā)明出沿用至今的擺鐘?在現(xiàn)代,因為單片機的問世以及大規(guī)模集成電路的發(fā)明,越來越多的單片機技術(shù)產(chǎn)品逐漸成熟?單片機技術(shù)產(chǎn)品中,最具有代表性的電子產(chǎn)品就是數(shù)字時鐘?數(shù)字時鐘相對于傳統(tǒng)的機械鐘,無論是在黑夜或白天都能夠清晰顯示年、月、日、星期、以及溫度等信息,還擁有秒表計時和鬧鐘功能?同時,石英技術(shù)的發(fā)展讓數(shù)字時鐘擁有更低的價格,更準確的精度,以及更穩(wěn)定的性能?傳統(tǒng)的電子鐘除顯示時間之外,功能上比較單一,在市場上也逐漸的被淘汰?而順應(yīng)人們需求的數(shù)字時鐘,將是未來鐘表發(fā)展的趨勢?1.2數(shù)字時鐘設(shè)計的意義人們在日常生活中需要一款新式、便于攜帶、功能強大的鐘表,而數(shù)字時鐘以優(yōu)異的性能滿足了人們的需求?數(shù)字時鐘在生活中已經(jīng)成為不可缺少的一部分,機場,碼頭,車站等公眾場所隨處可見它的身影?自動定時打鈴器,定時廣播,自動開關(guān)電梯,自動報警器等機器都是基于數(shù)字時鐘的基礎(chǔ)創(chuàng)造出來的?未來的電子鐘將會向自動一體化方面發(fā)展,讓人們的生活更加便捷?所以,進行數(shù)字時鐘的設(shè)計有著非常重大的意義?第2章總體方案設(shè)計2.1系統(tǒng)的概述我設(shè)計的數(shù)字時鐘這個產(chǎn)品的核心是單片機STC89C52,它能對于整個工作的協(xié)調(diào)化進行控制,還能對于數(shù)據(jù)進行快速處理?本設(shè)計采取了模塊化設(shè)計,主要包含了七大模塊，這七大模塊依次是時鐘模塊、顯示模塊、電源模塊、最小系統(tǒng)模塊、蜂鳴器模塊、溫度傳感器模塊以及鍵盤模塊。本次設(shè)計的輸入主要通過鍵盤模塊來控制，其能夠處理多種控制指令，在單片機STC89C52中進行指令的處理，通過處理后,結(jié)合相應(yīng)的復(fù)位電路以及時鐘電路來進行LCD顯示的驅(qū)動，通過這樣的控制方式，像溫度年、月、日、星期、時、分、秒等都可以被顯示。在設(shè)計中，時鐘芯片采用了美國DALLAS公司的DS1302涓流充電時鐘芯片;輸入控制方面,本設(shè)計采用了五個按鍵來進行時間的設(shè)置、鬧鐘的設(shè)置、秒表計時和溫度顯示;溫度傳感器則采取DS18B20;顯示電路采取LCD1602液晶顯示器實現(xiàn)；鬧鈴提醒功能通過蜂鳴器模塊實現(xiàn)。最后，電源模塊采用USB連接方式與電源進行連接。系統(tǒng)整體框圖如圖2.1所示:鍵盤模塊鍵盤模塊LCD1602液晶屏LCD1602液晶屏電源模塊電源模塊單片機單片機最小系統(tǒng)時鐘模塊時鐘模塊蜂鳴器模塊蜂鳴器模塊溫度溫度傳感器模塊圖2.1系統(tǒng)總體框圖2.2方案的選擇2.2.1單片機的選擇方案一：系統(tǒng)控制器采用單片機AT89C51。這種單片機擁有的標準功能如下：5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、16位定時/計數(shù)器兩個、全雙工串行通信口一個、128字節(jié)內(nèi)部RAM、4k字節(jié)Flash閃速存儲器、32位I/O口線、片內(nèi)振蕩器及時鐘電路?同時，AT89C51型的單片機可實現(xiàn)節(jié)電工作模式的選用，也可以將靜態(tài)邏輯操作降至0Hz。當(dāng)處于空閑模式的時候，中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器、RAM以及串行通信口仍會繼續(xù)工作，而CPU將停止工作。單片機處于掉電工作狀態(tài)下RAM的內(nèi)容將會被保存，振蕩器將停止運作，且其他的所有部件都會被禁止，這個狀態(tài)將持續(xù)到對下個硬件的初始化。方案二：采用單片機STC89C52作為系統(tǒng)控制器?這種單片機擁有的標準功能如下：定時器、512字節(jié)RAM、8k字節(jié)Flash、32位I/O口線、內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷,全雙工串行口?STC89C52型的單片機可實現(xiàn)兩種軟件選用節(jié)電工作模式，也可以實現(xiàn)靜態(tài)邏輯操作降至0Hz。當(dāng)處于空閑模式的時候，中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器、RAM以及串行通信口是會繼續(xù)工作的，而CPU將會停止工作。在進行掉電保護狀態(tài)下，振蕩器將被凍結(jié)，保存RAM內(nèi)容，而單片機將會停止運作，這個狀態(tài)一直持續(xù)到下個硬件復(fù)位或中斷。最高運作頻率35MHz,6T/12T可選?通過對比發(fā)現(xiàn):前者為12T模式,后者可以是12T模式,也可以是6T模式?前者只有128字節(jié)的RAM,后者除此之外,有內(nèi)部1280RAM擴展?前者只有4K內(nèi)部程序存儲空間,后者最多能有64K存儲空間?前者只能通過編程器編程,后者有ISP功能，所以本設(shè)計的控制器采用的單片機型號為ST89C52。2.2.2溫度傳感器的選擇方案一：DS18B20，DS18B20型號的數(shù)字溫度傳感器所測量的溫度范圍為-55℃~125℃，而被測溫度值是直接可以通過DS18B20被讀出的。此類傳感器具有易使用和低成本的特點，且外部硬件電路將得到簡化。Dallas半導(dǎo)體公司數(shù)字化溫度傳感器DS18B20，這種溫度傳感器支持“一線總線”接口。這種一線總線接口的特點就是經(jīng)濟，這樣的模式可讓用戶更容易組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而將全新的概念引進到構(gòu)建測量系統(tǒng)當(dāng)中。獨特的信號和電源通過一線總線復(fù)合起來，僅僅使用一條線即可實現(xiàn)，具有零功耗等待、支持聯(lián)網(wǎng)尋址、每個芯片擁有唯一編碼以及簡單網(wǎng)絡(luò)化的溫度感知等優(yōu)勢。方案二：美國模擬器件公司在電流輸出型溫度傳感器的選擇上選用的是模擬溫度傳感器AD590和AD590，此類傳感器的擁有3~30V的供電電壓范圍，在輸出電流信號傳輸距離方面AD590可達到1km以上。這種高阻電流最高值可達20MΩ，CMOS多路轉(zhuǎn)換器或者選擇開關(guān)所引入的附加電阻產(chǎn)生的誤差都是這類傳感器可忽略的。此類傳感器控制可適用于遠距離溫度測量和多點溫度測量。基于以上比較可知：AD590和DS18B20相比需要模擬轉(zhuǎn)數(shù)字電路,成本高,精確度低、測溫點數(shù)數(shù)量少、電路繁多、對線阻有較多要求?所以我們使用DS18B20溫度傳感器?2.2.3顯示模塊的選擇方案一：動態(tài)掃描采用LED數(shù)碼管，此類數(shù)碼管適于數(shù)字顯示，價格適中，且動態(tài)掃描法占用較少的單片機口線來連接單片機。由于數(shù)碼管動態(tài)掃描進行移位時必須借助74LS164移位寄存器來實現(xiàn)，從而會有很多障礙影響到該芯片的電路調(diào)試，因此顯示不采用LED數(shù)碼管。方案二：在顯示屏方面選用LCD液晶顯示屏，此類顯示屏的功能很強大，可以大量顯示多樣、清晰的圖形和文字，這從數(shù)字時鐘方面來考慮，LCD1602液晶屏完全就可以滿足本設(shè)計顯示模塊要求，且價格實惠，故選用它。2.2.4時鐘模塊的選擇方案一：選擇單片機時，計數(shù)器和單片機需要搭配使用，而且還需設(shè)計中斷和查詢等，這完全占用了硬件資源，對單片機的資源造成了浪費。而且某些測控系統(tǒng)可能準確,會導(dǎo)致時間誤差大?方案二：選擇DS1302時鐘芯片，這種芯片是一種帶有RAM、低功耗以及高性能的時鐘芯片，它是由美國DALLAS公司制造的，可對閏年進行補償，而且能夠計時年、月、日、時、分、秒，而且工作電壓為2.5V~5.5V?同步通信通過CPU與SPI三線接口實現(xiàn)，多個字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)或時鐘信號可采用突發(fā)方式進行一次傳送。DS1202的升級版是DS1302，這兩個產(chǎn)品是互相兼容的，DS1302擁有主電源/后備電源雙電源引腳，而且可反復(fù)給后備電源充電，31×8RAM寄存器是DS1302的特性，這個寄存器是用于臨時性寄存數(shù)據(jù)的。此類芯片優(yōu)勢在于采取串行數(shù)據(jù)傳輸之后，可以關(guān)閉充電功能，把可編程的充電功能傳輸給掉電保護電源，采用普通32.7kHz晶振?通過對比,我們使用DS1302時鐘芯片作為時鐘模塊?第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1最小系統(tǒng)模塊STC89C52單片機是本次設(shè)計的主要系統(tǒng),它在51單片機的基礎(chǔ)上做出許多改進,使得它擁有比51單片機更加強大的功能?根據(jù)其工作原理可知，晶振、復(fù)位、電源三個模塊構(gòu)成了單片機的最小系統(tǒng)。在對52單片機進行實際應(yīng)用的過程中，有以下幾個方面尤其需要注意：如圖3.1，引腳31所接電平的狀態(tài)與單片機的執(zhí)行位置有關(guān)，接高電平，從內(nèi)部ROM執(zhí)行，接低電平，從外部ROM執(zhí)行，當(dāng)然，無論內(nèi)外，都是從0000H開始。在本次設(shè)計過程中，我們的控制程序存儲于單片機內(nèi)部，因此，為了保證執(zhí)行的有效性，需要將31引腳保持在高電平狀態(tài)。圖3.1最小系統(tǒng)原理圖3.1.1復(fù)位電路設(shè)計在上電或復(fù)位的過程當(dāng)中,控制系統(tǒng)的復(fù)位狀態(tài):這段時間內(nèi)讓CPU維持復(fù)位狀態(tài),而不是一上電或剛復(fù)位結(jié)束就工作,避免系統(tǒng)發(fā)出錯誤的指令,執(zhí)行錯誤操作?也可以提升電磁兼容性能?經(jīng)過細致的研究判斷后，我們最終采用極性電容C1（10uF）、電阻R4（10K）來實現(xiàn)上電復(fù)位?其工作原理表現(xiàn)為：電容兩端電源的狀態(tài)存在一定的滯后性，其在上電瞬間無法跟隨電路發(fā)生突變，故兩端電位呈現(xiàn)為VCC(此時充電電流最大,電容相當(dāng)于短路),即RST高電平?一段時間后，電容被充電至壓差為VCC,此時，電容相當(dāng)于斷路(此時電容充電電流為0),RST的電平為低電平,單片機正常工作?復(fù)位電路圖如圖3.2所示:圖3.2復(fù)位電路圖3.1.2晶振電路設(shè)計該模塊的原理即為利用電容來完成起振?其主要組成元件為2個30pF的電容和12M的晶振?在進行電路設(shè)計的時候,晶振電路越靠近單片機越好?晶振電路圖如圖3.3所示:圖3.3晶振電路圖3.1.3電源電路設(shè)計為滿足各個模塊的供電需求，通過電源電路模塊向各個模塊提供所需要的工作電源，在本文的設(shè)計過程中，使用5V電源來實現(xiàn)各模塊的工作電源供應(yīng)。通過J1電源插座供電,由SW1電源開關(guān)進行送電?本設(shè)計由USB接口直接供電,可用電腦USB接口,充電寶電源供電?電源電路圖如圖3.4所示:圖3.4電源電路圖3.2時鐘電路設(shè)計本系統(tǒng)時鐘芯片選擇的是DS1302時鐘芯片,該芯片應(yīng)用廣泛，功能強大，并同時具有實施時間記錄與RAM存儲兩部分，可以提供給用戶年、月、日數(shù)據(jù)以及精確到秒的24小時制的具體時間和對應(yīng)日期，無需外界輔助，即可自動的根據(jù)不同月份之間的天數(shù)差異對相關(guān)信息進行自主調(diào)節(jié)。該芯片是美國DALLAS公司研發(fā)設(shè)計的一款高性能芯片，只需簡單的外部電路設(shè)計即可實現(xiàn)與單片機的信息交互。為了實現(xiàn)其功能，需要對其進行以下設(shè)置，即將1、4引腳分別作為接地端與電源端與地和VCC連接，引腳8為備用電池啟動端，與紐扣電池相連，為斷電狀態(tài)下的芯片提供緊急電源供給，引腳2、3與晶振（32.7K）相連，為芯片的正常工作提供所需的時鐘脈沖，將引腳5、6、7作為傳輸控制引腳，與單片機的輸入輸出端口進行連接。需要注意的是，工作電源的提供方并不唯一，當(dāng)VCC2>(VCC1+0.2V)，由VCC2提供，反之，由VCC1提供，即，誰大誰供電。除此之外，DS1302還具有許多優(yōu)點，例如，工作功耗低，僅需1mW功率即可維持工作?電路圖如圖3.5所示:圖3.5時鐘電路圖3.3顯示電路設(shè)計本系統(tǒng)的顯示電路部分選用的是液晶顯示屏LCD1602。為實現(xiàn)其功能，需要對其進行以下設(shè)置，即將1、2引腳分別作為接地端與電源端與地和VCC連接，將引腳3用作顯示對比度調(diào)節(jié)端口，實現(xiàn)方法為通過一個可調(diào)的電阻后與地相連，引腳4作為數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)的控制引腳，若其表現(xiàn)為低電平，不存儲數(shù)據(jù)，反之存儲。低電平時選擇指令寄存器,接到了單片機的P27腳上?第5腳是液晶的讀寫控制腳,在高電平時進行讀操作,在低電平時進行寫操作,連接在單片機的P26腳上?連接在P25上的第6腳是液晶的使能腳,高電平時讀取信息,負電平時?液晶顯示裝置由7~14腳控制，其分別與8位總線一一對應(yīng)。除此之外，添加電阻R1（阻值10K）于漏極的輸出端口來進行限流，可以作為上拉電阻使用?最后第15腳和第16腳是液晶的背光電源腳,15腳背光正極,16腳背光負極,直接連接系統(tǒng)VCC和GND?電路圖如圖3.6所示:圖3.6顯示電路圖3.4DS18B20溫度檢測本系統(tǒng)采取DS18B20（美國DALLAS公司研發(fā)的一款應(yīng)用型傳感器）來完成整個系統(tǒng)對于溫度數(shù)據(jù)的采集與獲取。同時將DS18B20與AT89C2051相結(jié)合，來搭建完整的溫檢系統(tǒng)，以完成對于室內(nèi)溫度的精準快速的信息采集。DS18B20溫度傳感器中,2號引腳DQ為數(shù)據(jù)輸入/輸出端,1號引腳GND為電源地,3號引腳VCC為外接供電電源輸入端?DS18B20通過達拉斯公司獨有的單線協(xié)議依靠一個單線端口通訊,當(dāng)全部器件經(jīng)過一個三態(tài)端口或者漏極開路端口(DQ引腳在DS18B20上的情況下)與總線連接的時候,控制線要連接一弱上拉電阻?圖中,控制線處連接了一個4.7K電阻?DS18B20具有許多獨特的性能特點，例如轉(zhuǎn)換迅速，分辨率高，耗時短，可傳距離長等。能夠高效的完成數(shù)據(jù)的采集與轉(zhuǎn)換，為使用者的設(shè)計與應(yīng)用提供便利?電路圖如圖3.7所示:圖3.7DS18B20溫度檢測電路圖3.5按鍵電路設(shè)計該部分電路的作用為對不同的工作模式進行按鍵切換以及外部信息輸入。例如調(diào)時間，設(shè)鬧鐘，定時與溫度顯示,最后確定由五個按鍵來實現(xiàn)上敘功能?我們所設(shè)計的電路僅需5個按鍵即可完成全部功能，按鍵設(shè)置簡潔清晰。K1,進行時鐘的設(shè)置?K2,用來實現(xiàn)鬧鐘定時的設(shè)置?K3,用來實現(xiàn)秒表計時的功能?K4,它是減鍵,有開始和暫停秒表、減小時間的功能?K5,它是加鍵,有增大時間和秒表清零的功能?最終采取了獨立鍵盤的形式?電路圖如圖3.8所示:圖3.8按鍵電路圖3.6蜂鳴器模塊設(shè)計在本設(shè)計電路中,采用了PNP管8550作為控制蜂鳴器的開關(guān),其對應(yīng)模式如下：當(dāng)引腳BEEP表現(xiàn)出高電平狀態(tài)的時候,三極管截止，蜂鳴器阻斷，呈停止工作態(tài)。該模塊的實現(xiàn)電路如圖3.9所示，該電路通過一個大阻值的電阻R2進行限流，同時，為了保持蜂鳴器僅在確定狀態(tài)下工作，本文選取三極管8550來進行開關(guān)控制，根據(jù)該三極管的特點可知，其能夠有效的避免上電過程中的意外導(dǎo)通問題。在進行初始化操作過后，利用軟件編程，使用者能夠利用變換BEEP管腳的電平的高低狀態(tài)來實現(xiàn)對蜂鳴器的工作狀態(tài)的控制，其工作時會發(fā)出報警聲，反之則不會。并且，在此基礎(chǔ)上，可以通過把控管腳高電平的保持時間和波形特點來調(diào)整蜂鳴器的聲音高低和強度。圖3.9蜂鳴器電路圖第4章數(shù)字時鐘軟件設(shè)計4.1主程序流程圖設(shè)計完成硬件部分的電路搭建完成之后，需要通過軟件編程對各個芯片進行控制，來實現(xiàn)各模塊的相應(yīng)功能。該系統(tǒng)的軟件部分主要分為時鐘的顯示控制程序，溫度數(shù)據(jù)獲取程序以及按鍵設(shè)置程序三部分。如流程框圖4.1所示，在整體設(shè)計過程中，第一步，初始化，對顯示裝置進行功能初始與內(nèi)容復(fù)位;對時鐘芯片進行復(fù)位，特別是將其引腳電平進行復(fù)位;對定時器進行復(fù)位，這一步的有無關(guān)乎著整個系統(tǒng)是否能正確完成計時功能。下一步，通過循環(huán)結(jié)構(gòu)，依次完成時鐘芯片的信息提取，顯示裝置的信息顯示，然后比對其是否為鬧鐘時刻，并通過判斷結(jié)果來控制蜂鳴器是否工作。接下來，發(fā)送控制指令，進行傳感器當(dāng)前數(shù)據(jù)信息的獲取，并將獲得的數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)在顯示裝置上。再下一步，對按鍵狀態(tài)進行判斷，對應(yīng)相應(yīng)的按鍵狀態(tài)，進入不同的工作模式。例如秒表計時模式有與其直接對應(yīng)的秒表控制鍵。整個流程執(zhí)行到這一步，就完成了一個完整的循環(huán)。

進入時鐘設(shè)置進入鬧鐘設(shè)置進入時鐘設(shè)置鬧鐘響鈴結(jié)束秒表按鍵按下？鬧鐘按鍵按下？設(shè)置按鍵按下？顯示溫度值讀取溫度信息鬧鐘時間到？顯示時間信息讀取時間信息定時器初始化時鐘芯片初始化液晶初始化開始進入時鐘設(shè)置進入鬧鐘設(shè)置進入時鐘設(shè)置鬧鐘響鈴結(jié)束秒表按鍵按下？鬧鐘按鍵按下？設(shè)置按鍵按下？顯示溫度值讀取溫度信息鬧鐘時間到？顯示時間信息讀取時間信息定時器初始化時鐘芯片初始化液晶初始化開始是否是否是否 圖4.1主程序流程圖4.2DS1302時鐘芯片程序設(shè)計4.2.1DS1302時鐘芯片流程圖本系統(tǒng)使用的是時鐘芯片DS1302，須注意的是，應(yīng)用過程中，需在芯片復(fù)位（即初始化）之后，才能進行年、月、日、星期、時、分、秒等信息的讀取?把讀取的數(shù)據(jù)處理后,再送給液晶屏顯示?DS1302時鐘芯片流程圖如圖4.2所示:開始開始初始化DS1302初始化DS1302DS1302開始震蕩DS1302開始震蕩讀取年、月、日、星期、時、分、秒讀取年、月、日、星期、時、分、秒把讀取的數(shù)據(jù)處理后送到液晶屏顯示把讀取的數(shù)據(jù)處理后送到液晶屏顯示 圖4.2DS1302時鐘芯片流程圖4.2.2LCD1602液晶流程圖眾所周知，顯示模塊的設(shè)計是時鐘設(shè)計領(lǐng)域至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。顯示模塊設(shè)計的第一部分即確定顯示位置，顯示屏通過設(shè)計者所設(shè)置的行、列信息完成顯示定位，然后才能夠?qū)ο嚓P(guān)內(nèi)容進行顯示。LCD1602按照逐位進行的方式實現(xiàn)時間信息的顯示。需要格外注意，液晶在對一串內(nèi)容進行顯示的過程中，無論是字符還是數(shù)字，僅對第一位按行列進行定位，其余位次的信息在此位置的基礎(chǔ)上依次后移一位進行顯示。開始開始定位行列坐定位行列坐顯示一個字顯示一個字數(shù)據(jù)顯示完數(shù)據(jù)顯示完？結(jié)束結(jié)束圖4.3LCD1602液晶流程圖4.2.3DS18B20溫度傳感器流程圖在控制程序的設(shè)計過程中，為簡潔有效的對其檢測功能進行應(yīng)用，本文按照流程圖4.4中所示的工作原理框架進行程序設(shè)計。第一步，完成對傳感器的復(fù)位，通過0xcc指令，0x44指令跳過ROM，啟動傳感器的轉(zhuǎn)換功能，再次初始化，并發(fā)送指令0xcc跳過ROM。下一步，向傳感器發(fā)送0xbe指令，進行數(shù)據(jù)讀取準備，最后一步，獲取檢測得到的溫度結(jié)果數(shù)據(jù)。發(fā)溫度讀取命令結(jié)束讀取溫度值發(fā)跳過ROM命令初始化DS18B20發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)跳過ROM命令初始化開始發(fā)溫度讀取命令結(jié)束讀取溫度值發(fā)跳過ROM命令初始化DS18B20發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)跳過ROM命令初始化開始圖4.4DS18B20溫度傳感器流程圖5章系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計5.1硬件的功能介紹硬件通過USB數(shù)據(jù)線連接電源后,按下開機按鈕?LCD1602液晶屏上會依次顯示年、月、日、星期、時間與溫度值?仿真電路到成品實物，是一個漫長且又十分容易出錯的過程，在進行電路板的焊接的時候，需要很高的耐心。然而，完成焊接只是第一步，之后還需細致的檢查，確認電路是否焊接無誤，避免虛焊、短接，保證元件的參數(shù)與仿真一致。然后分級逐一對各個模塊的功能實現(xiàn)情況進行驗證，例如指示燈能否正確亮滅，復(fù)位按鍵是否正常工作等。實物圖如下圖5.1所示:圖5.1系統(tǒng)硬件圖5.1.1時間的設(shè)置連接電源以后,屏幕上依次顯示年份、星期、時間、和溫度?我們按下“設(shè)置時間按鍵(按鍵K1)”,就進入了時間設(shè)置的模式?這時可以看到光標在“2020”年中“0”的位置閃爍,代表現(xiàn)在可以調(diào)節(jié)年份的大小?圖5.2時間設(shè)置圖我們現(xiàn)在可以使用“減鍵(按鍵K4)”和“加鍵(按鍵K5)”兩個按鍵進行年份大小的調(diào)整?比如我們需要將年份調(diào)整到2019年10月20號、我們只需按一下按鍵K4，就可以完成目標。年份調(diào)整圖如下圖5.3所示:圖5.3年份設(shè)置圖設(shè)置好年份之后,當(dāng)再次按下“設(shè)置時間按鍵（按鍵K1）”,光標就跳到了月份“10”的位置閃爍,代表現(xiàn)在我們可以調(diào)節(jié)月份的大小?月份調(diào)整圖如下圖5.4所示：圖5.4月份設(shè)置圖通過設(shè)置年份與月的操作,我們分別進行日、星期、小時、分鐘、秒鐘、溫度的設(shè)置?設(shè)置好溫度以后,我們再按一次“設(shè)置時間按鍵（按鍵K1）”就退出了時間設(shè)置模式?5.1.2鬧鐘的設(shè)置連接電源以后,我們按下“設(shè)置鬧鐘按鍵(按鍵K2)”,就進入了鬧鐘設(shè)置模式?屏幕上依次顯示“ALARMCLOCKSET”、時間、和“OFF”，鬧鐘的設(shè)置是通過“設(shè)置鬧鐘按鍵(按鍵K2)”進行切換設(shè)置選項的?鬧鐘界面圖如下圖5.5所示：圖5.5鬧鐘的設(shè)置我們通過“減鍵(按鍵K4)”和“加鍵(按鍵K5)”來進行鬧鐘定時?如果我們需要啟動鬧鐘,必須在鬧鐘的設(shè)置界面中,把狀態(tài)設(shè)置從“OFF”改成“ON”?例如，我們在“14:33”的時候進行鬧鐘定時。那么，當(dāng)時間到達“14:33”的時候，鬧鐘會啟動，蜂鳴器發(fā)出聲音提示。如果需要關(guān)閉鬧鐘，只需要將鬧鐘設(shè)置界面中的“ON”再次調(diào)成“OFF”即可。鬧鐘開關(guān)圖如下圖5.6所示：圖5.6鬧鐘開關(guān)圖鬧鐘的持續(xù)響鈴時間是一分鐘,一分鐘后會自動關(guān)閉鬧鐘,以后每一天會在同一時間點再次響鈴?在鬧鐘響鈴的時間里,如果需要關(guān)閉鬧鐘的話,可以通過“減鍵K4”或“加鍵K5”進行調(diào)節(jié)?5.1.3秒表的設(shè)置連接電源以后,按下“設(shè)置秒表按鍵(按鍵K3)”,就進入了秒表設(shè)置模式?屏幕上會依次顯示“STOP-WATCH”和“00:00:00:00”，我們按下“開始/暫停秒表鍵(按鍵K4)”就可以在開始和暫停秒表