智能仪表课程设计报告

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1、目录目录 1.设计任务与要求 1 1.1 设计目的 1 1.2 设计要求 1 2.方案设计原理及方案论证 2 2.1 系统整体设计思路 2 2.2 系统方案论证 . 2 2.2.1 时钟系统方案选择 . 2 2.2.2 单片机的选择 . 2 2.2.3 显示系统的方案比较 2 2.2.4 测温系统方案选择 3 2.2.5 串口通信方案选择 3 3.硬件设计 4 3.1 硬件总体结构简介 4 3.2 单片机选择 4 3.2.1 单片机概述 4 3.2.2 STC89C54 单片机的引脚说明 5 3.2.3 STC89C54 单片机最小系统 7 3.3 显示模块的选择 7 3.3.1 LCD128

2、64 概述 . 8 3.3.2 LCD12864 基本参数及引脚功能. 8 3.4 温度传感器的选择 9 3.5 硬件线路设计分析 10 3.5.1 单片机最小系统. 10 3.5.2 LCD12864 连线图 10 3.5.3 按键连线图 12 3.5.4 DS18B20 及蜂鸣器驱动 . 12 3.5.5 串口通信模块 12 3.5.6 直流稳压模块 13 4.系统工作流程图 14 5.电路图的绘制 . 15 6.个人心得 16 7.参考文献 17 1 1.设计任务与要求 1.1 设计目的 1、掌握数字电子钟的设计方法； 2、掌握常用数字集成电路的功能和使用； 3、掌握小型单片机系统的开发

3、。 1.2 设计要求 基本功能要求 1、可动态左右、上下显示“欢迎使用” ； 2、在 5 秒按钮无操作则以 24h（小时）计时方式显示时、分、秒； 3、使用按键开关可实现时分调整； 4、具有闹钟功能，声光提示。 扩展功能 1、显示日期与星期； 2、实时温度的采集与显示； 3、可 232 通讯显示计算机传送字符； 4、液晶屏的背光控制。 2 2.方案设计原理及方案论证 2.1 系统整体设计思路 按照系统的设计功能要求，本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系 统实现，用单片机的自动控制能力配合温度传感器来控制时钟和温度的调整显 示，并可实现闹钟及串口通信功能，获得时钟温度数据信息，单片机对其进行

4、 一系列的处理，最后通过液晶显示出来。 2.2 系统方案论证 2.2.1 时钟系统方案选择 方案 1： 通过单片机内部的定时器/计数器，用软件实现，直接用单片机的定时器编 程以实现时钟； 方案 2： 用专门的时钟芯片实现时钟的计时，再把时间数据送入单片机，由单片机 控制显示。 为节约成本，我们选用方案 1。 2.2.2 单片机的选择 实现对于单片机的选择，如果用 8031 系列，由于它没有内部 RAM，系统又 需要大量内存存储数据，因而不可用；51 系列单片机的 ROM 为 4K，对于我们 设计的系统可能有点小；54 系列单片机与 51 系列的结构一样，而 ROM 扩大为 16K，对我们设计系

5、统提供充足的空间进行功能的扩展。再有 51 系列单片机与 54 系列的单片机价格差不多。因此，我们选择 54 系列的单片机。 2.2.3 显示系统的方案比较 方案 1：用数码管或点阵 LED 显示。 方案 2：用液晶 1602 显示。 方案 3：用液晶 12864 显示。 时钟和温度的显示可以用数码管或 LED，而且价格便宜。但是数码管的只 能显示简单的设计的系统，与我们设计要求也不相符。因为有很多东西需要显 3 示，还是用显示功能更好的液晶显示器比较好，它能显示更多的数据，用 1602 液晶显示数据有限，1602 不能够显示指针时钟，只能够显示一些基本的西文字 符，显示数据的可读性不好，用可

6、以显示汉字的 12864 液晶显示器还可以增加 显示信息的可读性，用 12864 的绘图功能即可绘制出指针时钟的框架，让人看 起来会很方便。虽然它们在价格上差距很大，但是 1602 不能够实现我们的要 求，所以我们选择 LCD12864 显示屏。 2.2.4 测温系统方案选择 方案 1： 用热敏电阻等测温元件测出电压，再转换成对应的温度。需要比较多的外 部元件（A/D 转换）支持，且硬件电路复杂，制作成本相对较高。 方案 2： 用温度传感器 DS18B20 直接测温。DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半 导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，它能直接读出被测温度，并 且可根据实际要求通过简单的编程实现 912 位的数字值读数方式。 经比较，我们选择方案 2。 2.2.5 串口通信方案选择 方案 1：RS485，传输距离远，抗干扰能力强，但只普遍用于工业现场，在 普遍民用中很少使用。 方案 2：RS232，传输范围有限，比较容易受干扰，但普遍民用计算机都设 有该接口，所以相对普及且易操作。 经过比较选择方案 2 以能满足该实验要求。 4 3.硬件设计 3.1 硬件总