AT89C52基于单片机的趣味闹钟设计+电路原理图+源程序(2)
(2) 环境温度的采集选择Dallas公司推出的DS18B20温度传感器芯片[5]，它是单总线结构，3引脚小体积的封装形式；测温范围为-55℃～+125℃；可设置为9～12位A/D转换精度；用户可自定义非易失性报警上下限值；所测温度值用16位的补码串行输出；分辨率达0.0625℃；电源既可远端引入，也可用寄生电源；只需要一根I/O口线即可实现CPU与多个DS18B20芯片之间的通信，占用I/O口线较少。
1.2 数据显示芯片
首先，时间和温度数据的显示可以采用LED显示，包括动态显示和静态显示两种方式。LED静态显示的优点是占用CPU的时间少，软件设计简单，较小电流即能获得较高亮度，显示字符也不会闪烁；缺点是硬件电路复杂，从而造成了成本增高。动态显示采用动态扫描方式[6]，可实现比较稳定的显示，显示位数较多时会节省大量I/O口线，能耗较低；缺点是亮度较静态差，只可显示简单的数字或字母。其次，可采用LCD显示，优点是低能耗，可显示大量的图形、文字和数据，显示位数也较多，且外部接线较简单。LCD1602就是一种专门用于字母、数字和符号的显示的点阵式LCD，常用的有40*2，20*2，16*2和16*1型的液晶显示模块。从显示内容、元件利用率以及功耗方面考虑，本设计采用LCD1602来实现时间和温度数据的输出显示。
2. 硬件系统设计
2.1 系统框图
整个硬件系统包括七大模块，如图1所示。
图1 硬件系统框图
2.2 系统各个模块的设计
2.2.1 AT89C52主控系统电路
AT89C52属于51系列的单片机产品。如图2所示为其最小系统的硬件电路图，包括时钟电路和复位电路。时钟电路采用的是内部时钟方式，晶振频率为12MHz，复位电路采用的是按键复位方式。
图2 AT89C52最小系统
2.2.2 DS18B20温度采集电路
如图3所示为DS18B20的引脚和封装形式。
图3 DS18B20的引脚和封装
如图4所示为DS18B20与AT89C52的接线图，采用外部电源供电[7]，工作稳定可靠，电路也较简单。
图4 DS18B20与AT89C52的接线图
2.2.3 LCD1602液晶显示电路
LCD1602是2´16字符型液晶显示模块[8]，其引脚及如表1所示。
表1 LCD1602的引脚及功能
编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明
1 VSS 电源地 9 D2 数据
2 VDD 电源正极 10 D3 数据
3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据
4 RS 数据/命令选择 12 D5 数据
5 R/W 读/写选择 13 D6 数据
6 E 使能信号 14 D7 数据
7 D0 数据 15 BLA 背光源正极
8 D1 数据 16 BLK 背光源负极
如图5所示为LCD1602与AT89C52的连接图。
图5 LCD1602与AT89C52的接线图
2.2.4 DS1302时钟电路
DS1302的封装及引脚如图6所示。
图6 DS1302的封装及引脚
如图7所示为DS1302与AT89C52的连线图。
图7 DS1302与AT89C52的连接图
2.2.5 键盘控制电路
单个按键与单片机引脚之间的连接如图8所示，当用到多个按键时只需将多个这样的电路并接在一起即可。