目錄：第一章設計目的1第二章設計要求2第三章方案確定3第四章方案設計4第一節(jié)220V電源供電部分4第二節(jié)時鐘和溫度部分方案設計4第三節(jié)單片機的選擇6第四節(jié)顯示器件選擇6第五節(jié)溫度方案選擇7第六節(jié)串口通信方案選擇8第五章性能測試10第六章結果剖析13第七章個人工作14第八章設計領會15《智能儀表課程設計報告》第一章設計目的智能儀表課程設計是自動化專業(yè)的專業(yè)實踐課程。本課程的任務是經(jīng)過設計達成一個擁有完好功能的單片機系統(tǒng)，是學生掌握當前典型自動化儀表的一般設計要乞降設計方法，掌握開發(fā)及設計工具的使用方法，經(jīng)過這一設計實踐過程，鍛煉學生的著手能力和剖析、解決問題的能力；培育對所學知識的綜合應用能力。跟著人們生活水平的不停提升,單片機控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便也是不可以否認的，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、供給更好的更方便的設備就需要從數(shù)單片機技術下手，全部向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設計是數(shù)據(jù)收集及辦理，顯示系統(tǒng)與單片機有效聯(lián)合，本設計是經(jīng)過在“單片機原理及應用”講堂上學習的知識的綜合應用，以及查閱資料，培育一種自學的能力。并且指引一種創(chuàng)新的思想，把學到的知識應用到平時生活中間。在設計的過程中，不停的學習，思慮和同學間的互相議論，運用科學的剖析問題的方法解決碰到的困難，掌握單片機系一致般的開發(fā)流程，學會對常有問題的辦理方法，累積設計系統(tǒng)的經(jīng)驗，充散發(fā)揮教課與實踐的聯(lián)合。全能提升個人系統(tǒng)開發(fā)的綜合能力，開辟了思想，為此后能在相應工作崗位上的工作打下了堅固的基礎1《智能儀表課程設計報告》第二章設計要求帶秒表/時鐘計時器，萬年歷的顯示屏設計。基本功能要求：可動向左右，上下顯示“中國計量學院歡迎你”；在5秒按鍵無操作則以24h（小時）計時方式顯示時、分、秒；使用按鍵開關可實現(xiàn)時分調(diào)整；擁有鬧鐘功能，聲光提示。擴展功能：數(shù)字時鐘/圓形時鐘顯示可變換；顯示漢字可設置；可232通信顯示計算機傳遞字符；其余擴展功能。2《智能儀表課程設計報告》第三章方案確定經(jīng)過小組全體組員議論，最后確定方案制作時鐘。在時鐘基本功能實現(xiàn)的基礎上，小構成員對擴展功能進行議論并達成共鳴。最后決定設計的時鐘除基本功能外，還擁有以下擴展功能：能夠顯示，設置年，月，日，并且有閏年賠償功能，能夠上下轉動左右滑動顯示字符串功能；能夠自定義漢字功能；能夠232通信，顯示出字符功能；擁有溫度顯示功能；擁有斷電時間保護功能。3《智能儀表課程設計報告》第四章方案設計第一節(jié)220V電源供電部分因為從前拜見過電子設計大賽，所以有220VAC轉9VDC的電源，我們在起基礎上增添了一個7805三端穩(wěn)壓管，加之濾波電容，變換成單片機能夠用的DC5V電圖4-1電源變換原理圖第二節(jié)時鐘和溫度部分方案設計（1）方案設計思路依據(jù)系統(tǒng)的設計功能要求，本時鐘溫度系統(tǒng)的設計一定采納單片機軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，用單片機的自動控制能力配合DS1302和DS18b204《智能儀表課程設計報告》來控制時鐘和溫度的調(diào)整顯示。獲取時鐘溫度數(shù)據(jù)信息，單片機對其進行一系列的辦理，最后經(jīng)過液晶顯示出來。（2）時鐘系統(tǒng)方案論證方案1：經(jīng)過單片機內(nèi)部的準時器/計數(shù)器，用軟件實現(xiàn)，直接用單片機的準時器編程以實現(xiàn)時鐘。方案2：用特意的時鐘芯片（DS1302）實現(xiàn)時鐘的記時，再把時間數(shù)據(jù)送入單片機，由單片機控制顯示。固然用軟件實現(xiàn)時鐘硬件線路簡單，可是程序運轉的每一步都需要時間，多一步或少一步程序都會影響記時的正確度，對準時器準時也不是十分正確，時鐘精度很低，關于我們實現(xiàn)所需要的功能造成軟件編程特別復雜。用專用時鐘芯片硬件成真相對較高，但它的精度很高，軟件編程很簡單。綜上所述，選擇方案2。圖4-2DS1302管腳圖5《智能儀表課程設計報告》圖4-3DS1302電路原理圖第三節(jié)單片機的選擇關于單片機的選擇，假如用8031系列，因為它沒有內(nèi)部RAM，系統(tǒng)又需要大批內(nèi)存儲存數(shù)據(jù)，因此不行用；51系列單片機的ROM為4K，關于我們設計的系統(tǒng)可能有點小；52系列單片機與51系列的構造同樣，而ROM擴大為8K，對我們設計系統(tǒng)供給充分的空間進行功能的擴展。再有51系列單片機與52系列的單片機價錢差不多。所以，我們選擇STC89C52RC的單片機。第四節(jié)顯示器件選擇方案1：用數(shù)碼管或點陣LED顯示。方案2：用液晶1602顯示。方案3：用液晶12864顯示。時鐘和溫度的顯示能夠用數(shù)碼管或LED，并且價錢廉價。可是數(shù)6《智能儀表課程設計報告》碼管的只好顯示簡單的設計的系統(tǒng)，與我們設計要求也不符合。有好多東西需要顯示，仍是用顯示功能更好的液晶顯示器比較好，它能顯示更多的數(shù)據(jù)，用1602液晶顯示數(shù)占有限，1602不可以夠顯示漢字，只好夠顯示一些基本的西文字符，顯示數(shù)據(jù)的可讀性不好，用能夠顯示漢字的12864液晶顯示器還能夠增添顯示信息的可讀性，至于指針的轉動則才用12864加ds1302同步控制，讓人看起來會很方便。固然它們在價錢上差距很大，可是1602不可以夠?qū)崿F(xiàn)我們的要求，12864.是我們獨一的選擇。為了能夠用鍵盤調(diào)理屏幕亮度，我們用了兩個9014三極管，當成開關，失散式控制屏幕亮度。SDA接P2^1，SLC接P2^0，Q2的C接LCD12864的20管腳，控制兩個I/O口的電壓，使其Q1，Q2工作在導通與截止狀態(tài)，達到開關的作用。圖4-4LCD12864背景光控制原理圖第五節(jié)溫度方案選擇方案1：用熱敏電阻等測溫元件測出電壓，再變換成對應的溫度。需要比許多的外面元件（A/D變換）支持，且硬件電路復雜，制作成真相對7《智能儀表課程設計報告》較高。方案2：用DS18B20直接測溫。DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體企業(yè)最新推出的一種改良型智能溫度傳感器，它能直接讀出被測溫度，并且可依據(jù)實質(zhì)要求經(jīng)過簡單的編程實現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。經(jīng)比較，我們選擇方案2。溫度實現(xiàn)只好經(jīng)過外面的溫度傳感器來實現(xiàn)。經(jīng)上網(wǎng)查閱及市場觀察，DS18b20體積小，只有3只腳，電路接法簡單。精度為0.5°C，也切合我們設計的要求。DS18B20也是我們往常使用的型號，所以溫度傳感器用DS18B20。圖4-5DS18B20電路原理圖第六節(jié)串口通信方案選擇依據(jù)設計要求，要用RS232串口通信計算機顯示計算機傳遞地8《智能儀表課程設計報告》字符，因為我們團隊的計算機都是比較新的，沒有RS232這樣的串口，所以我們用USB轉RS232連結線達成電腦與單片機的鏈接，單片機方面我們用MAX232這個芯片與計算機鏈接，串口通信方面，MAX232有著得天獨厚的優(yōu)勢，第一不用寫驅(qū)動程序，只要設置好準時器的工作方式和初值，就能夠進行通信，其次，它的外頭硬件電路很簡單，使用方便，并且，它的傳遞正確度很好，不易犯錯。圖4-6RS232通信電路原理圖9《智能儀表課程設計報告》第五章性能測試圖5-1實質(zhì)焊接好的電路板圖10《智能儀表課程設計報告》實質(zhì)的電路板焊接好此后，我們用萬用表丈量每一條線路能否短路和短路，更正了一些錯誤后終于，實現(xiàn)了預期成效，在無插芯片的條件下，丈量各個腳的電壓，看起能否正常。此后插入單片機,DS1302,DS18b20和MAX232丈量其數(shù)據(jù)口，看其能否正常工作，結果工作正常。圖5-2數(shù)字顯示時間界面圖按下做下角的模式選擇鍵，進入時間設置狀態(tài)，連按或許按左上角的功能選擇鍵進入鬧鐘和自定義漢字設置界面11《智能儀表課程設計報告》圖5-3鬧鐘和自定義漢字設置界面圖倘若五秒按鍵無操作，系統(tǒng)會自動跳入24小時顯示的時間顯示和漢字轉動界面圖5-4時間顯示界面和漢字轉動界面圖至此，能夠判斷出，DS1302，DB18b20和LCD16824部分沒有問題，在進行串行口通信試驗，重啟單片機和掉電測試后，確認整個電路板正常工作，軟件正常工作。12《智能儀表課程設計報告》第六章結果剖析經(jīng)過各個階段的測試后，我們的圓滿達成了設計方案，達成了這個項目，時期代碼一千五百余行，優(yōu)化的時間就能夠再寫一次數(shù)字鐘的程序了，硬件方面從最先的設計，到方案確定，直至調(diào)試成功，與軟件般配的很好。實現(xiàn)的功能有:1）能夠顯示，設置年，月，日，并且有閏年賠償功能。2）能夠上下轉動,左右滑動顯示字符串功能。3）能夠自定義漢字功能。4）在5秒按鍵無操作則以24h（小時）計時方式顯示時、分、秒。5）擁有溫度顯示功能。6）擁有斷電時間保護功能。7）使用按鍵開關可實現(xiàn)年代日時分秒調(diào)整。8）擁有鬧鐘功能，聲光提示。9）顯示漢字可設置。10）可232通信顯示計算機傳遞字符。11）屏幕亮度可調(diào)。12）能夠直接用220V溝通電供電。13）擁有秒表功能。13《智能儀表課程設計報告》第七章個人工作個人工作：在此次的課程設計中，我的任務是以下幾部分：硬件部分：改正電路圖，參加硬件調(diào)試工作。軟件部分：編寫，調(diào)試和優(yōu)化除MAX232所有程序。設計調(diào)試方案并進行調(diào)試。14《智能儀表課程設計報告》第八章設計領會經(jīng)過此次課程設計，單片機系統(tǒng)的設計能力有了很大的提升。因為從前拜見過學校的電子設計大賽，我負責的是硬件，本著全面發(fā)展的原則，我此次負責軟件，工訓的張科曾說過，“數(shù)字鐘就是軟件編程，假如把數(shù)字鐘的程序變好，此后就沒有編不出的程序了”，固然因為伙伴們的選擇，最后沒能才加成次培訓，可是我仍是深深地記著了這句話，在此次課程設計里，我從一開始負責的就是軟件，看數(shù)據(jù)手冊，寫驅(qū)動，調(diào)試，優(yōu)化，每個白日，每個夜晚，我都在渾身心的投入此中，終于在開發(fā)板上實現(xiàn)了所有功能，先于硬件做出結果，而后因為硬件有錯誤，我有參加了硬件的調(diào)試，和與軟件的整合，在這半個月里，我獲取了很大的提升，從前一些不熟習的知識，方法，此刻掌握了，不知道的知識，此刻熟習了，希望此后又更多的時機。在此次課程設計中，我們團隊配合的很好，在開始分工明確，并且常常議論。固然碰到過分歧，但大家暢所欲言，進行思想風暴，發(fā)現(xiàn)問題，議論問題，解決問題，我們一次又一次的進行這個工作，終于在我們?nèi)瑢W的