本文設計了一種基於單片機STC89C52 的可測溫式電子萬年曆，能實時地將當前時間和周圍的環境溫度顯示出來，並具有鬧鍾
、秒表、語音報時的功能。萬年曆主要使用溫度傳感器DS18B20 采集溫度信息，與單片機實現雙向通信；時鍾芯片DS1302 實現時鍾，準確計時；並通過語音芯片完成整點報時和溫度報警功能。該萬年曆電路結構簡單，具有時間精確、抗幹擾能力強
、功耗低、可靠性高等優點。

該可測溫式電子萬年曆主要由STC89C52、時鍾芯片
、溫度采集、顯示電路、語音報警等組成。按鍵可以實現顯示內容的切換、時間的調整以及語音報警的設置。

1 硬件電路的設計

該gai可ke測ce溫wen式shi電dian子zi萬wan年nian曆li工gong作zuo時shi
，首shou先xian初chu始shi化hua時shi鍾zhong芯xin片pian，單dan片pian機ji從cong時shi鍾zhong芯xin片pian讀du取qu時shi間jian和he日ri期qi等deng信xin息xi，同tong時shi又you從cong溫wen度du傳chuan感gan器qi采cai集ji當dang前qian環huan境jing溫wen度du，經jing過guo驅qu動dong電dian路lu送song給gei液ye晶jing顯xian示shi屏ping，顯xian示shi相xiang關guan的de信xin息xi。其qi中zhong，按an鍵jian可ke以yi對dui時shi間jian
、日期


、星期和溫度進行調整，並控製鬧鍾和秒表的功能。萬年曆又加入了語音芯片，可以實現整點報時和溫度報警的功能。

（1）時鍾芯片DS1302

DS1302 在時間顯示方麵應用非常普遍，可以對年
、月
、日
、周、時、分、秒進行計時
，並且具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V ～ 5.5V。采用三線接口與單片機進行同步通，並可采用突發方式一次傳送多個字節的時鍾信號或RAM 數據。DS1302內部有一個用於臨時性放數據的RAM 寄存器
，具有主電源和後備電源兩個引腳，並且具有對後備電源進行電流充電的能力。DS1302 與單片機之間采用串行數據傳輸，控製液晶屏顯示時間信息。


DS1302 的引腳圖如圖1 所示, 其中Vcc2 為主電源，Vcc1 為後備電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鍾的連續運行。X1、X2 是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST 是複位/ 片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。當RST 為高電平時，所有的數據傳送被初始化
，允許對DS1302 進行操作。如果在傳送過程中RST 置為低電平，則會終止此次數據傳送，I/O 引腳變為高阻態。上電運行時，在Vcc > 2.0V 之前
，RST 必須保持低電平。隻有在SCLK 為低電平時，才能將RST 置為高電平。I/O 為串行數據輸入輸出端( 雙向) ；SCLK 為時鍾輸入端。

（2）溫度傳感器DS18B20

溫度傳感器DS18B20 直接與單片機連接，避免A/D 模數轉換模塊
，降低硬件成本
，簡化係統電路。DS18B20 的電壓範圍為：3.0 ～ 5.5V，在寄生電源方式下可由數據線供電，采用獨特的單線接口方式。DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在形如一隻三極管的集成電路內。測量溫度的範圍為－ 55℃～＋ 125℃之間，測溫精度可以達到0.5℃。測量結果直接輸出數字溫度信號
，串行傳送給單片機的CPU
，同時可傳送CRC 校驗碼
，具有極強的抗幹擾糾錯能力。

DS18B20 與單片機的連接方式有兩種：寄生電源連接方式和外部電源連接方式。該可測溫式電子萬年曆采用外部電源連接方式。連接方法即DS18B20 的1 腳接地,2 腳(DQ 引腳) 與單片機的一根I/O口線連接（P3.2 腳），3 腳接電源+5V。在STC89C52 的I/O 口線與+5V 之間連接一4.7K 的上拉電阻，以保證數據采集的正常進行。

（3）LCD1602 溫度顯示的設計

該室溫報警裝置液晶顯示屏采用LCD1602，它是一種專門用來顯示字母
、數字、符(fu)號(hao)等(deng)的(de)點(dian)陣(zhen)型(xing)液(ye)晶(jing)模(mo)塊(kuai)。它(ta)由(you)若(ruo)幹(gan)個(ge)點(dian)陣(zhen)字(zi)符(fu)位(wei)組(zu)成(cheng)，每(mei)個(ge)點(dian)陣(zhen)字(zi)符(fu)位(wei)都(dou)可(ke)以(yi)顯(xian)示(shi)一(yi)個(ge)字(zi)符(fu)，每(mei)位(wei)之(zhi)間(jian)有(you)一(yi)個(ge)點(dian)距(ju)的(de)間(jian)隔(ge)，每(mei)行(xing)之(zhi)間(jian)也(ye)有(you)間(jian)隔(ge)，起(qi)到(dao)了(le)字(zi)符(fu)間(jian)距(ju)和(he)行(xing)間(jian)距(ju)的(de)作(zuo)用(yong)。

在單片機係統中應用晶液顯示器作為輸出器件有顯示質量高、數字式接口體積小、重量輕、功耗低的優點。LCD1602 液晶模塊內部的字符發生存儲器（CGROM）已經存儲了160 個不同的點陣字符圖形，每一個字符都有一個固定的代碼，與單片機連接後通過C 語言編程就可以工作。在正常工作狀態下，電子萬年曆的設計連接圖如圖2 所示。

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2 軟件係統設計方案

該萬年曆的程序流程圖如圖3 所示，具體流程如下：首先，接通電源
，上電工作


，DS1302、DS18B20
、LCD1602 進行初始化，通過單片機控製液晶屏顯示“時分秒”、“溫度”、“年月日”、“星期”，並伴隨整點報時的功能；然後

，進入功能設置，第一次按下按鍵K4 可以調整“時分秒”和“年月日”，此時K1
、K2 和K3 分別對應時間和日期“加”、“減”和“移位選擇”的功能，日期發生變化相應的“星期”也會跟著變化；第二次按下按鍵K4 可以設置鬧鍾的功能，此時K1、K2 和K3 分別對應時間和日期“關閉”
、“開啟”和“移位選擇”的功能；第三次按下按鍵K4 可以設置秒表的功能
，此時K1、K2 和K3 分別對應時間和日期“複位”、“暫停”和“計時”的功能；第四次按下按鍵K4 可以退出設置功能，因為該萬年曆加入了語音芯片，此時按下K2 鍵具有語音報時的功能。

由於DS18B20 具有溫度采集檢測的功能，所以液晶屏顯示的溫度會隨著周圍環境溫度的變化而變化。該萬年曆設置有複位電路
，連接一個按鍵K 可以自動實現複位功能。


3 調試和分析

待該可測溫式電子萬年曆焊接和軟件編程完成後
，進入調試環節，將keil4 中C 語言程序生成的hex 文件燒入到STC89C52 芯片中

，連接電源後將萬年曆放入模擬環境中進行係統調試
，調試結果如圖4 所示。液晶顯示屏顯示“時間”
、“溫度”
、“日期”和“星期”信息，同時可以整點報時
，如圖4 中A 圖所示。


第一次按下K4 進入時間和日期的設置
，調試結果如圖4 中B 圖所示；第二次按下K4 進入鬧鍾的設置，“Y”為開啟鬧鍾，“N”為關閉鬧鍾
，調試結構如圖4 中C圖所示
；第三次按下K4 進入秒表的設置，調試結構如圖4 中D 圖所示；第四次按下K4 退出功能設置，此時按下K2 具有語音報時功能。

結語

電子萬年曆在生活中日益普遍
，該設計主要利用時鍾芯片DSl302
、溫度傳感器DS18B20 和液晶屏LCD1602 構建了一個可測溫式萬年曆裝置，電路結構簡單
，具有語音報時功能，適用於家庭生活，使用價值高，具有較好的應用前景。

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