单片机课程设计的报告实验报告.docx

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1、课程设计报告学号：1328403028姓爸张帅华班级：13电子信息工程指导教师：邓晶苏州大学电子信息学院2016年4月摘要随着时代的进步和开展，单片机技术已经成为一种比较成熟的技术，普及到我们生活、工作、科研等各个领域。本次课程设计包含四个基于STC89C52单片机的设计，分别是：基于单总线数字式温度传感器DS18b20的数字温度计的设计；基于2K位串行CMOS的EEPROMAT24C02的数字密码锁的设计；基于SPl接口实时时钟芯片DS1302的电子日历的设计以及基于无线收发芯片nrf24L01的简单无线通讯系统的设计。关键词：单片机DS18B20T24C02DS1302NRF24L01目录

2、摘要1目录2第1章基于DS18B20的数字温度计设计311.31.2系统组成313*313.1r*31. 3.2软件设计41.4设计结果6第2章基于AT24C02的电子密码锁设计72. 1设计要求72. 2系统组成72. 3系统设计82. 3.1硬件设计82. 3.2软件设计92. 4设计结果9第3章基于DS1302的电子日历的设计113. 1系统功能H4. 2系统组成115. 3系统设计113. 3.1硬件设计114. 3.2软件设计133.4设计结果14第4章基于NRF24L01的无线通信系统的设计15二 匕L.戈匕件 h V Gc 力Flf幻硬H5. 15.25.344.3.2软件设计1

3、64.4设计结果16第1章基于DS18b20的数字温度计设计1.1设计要求(1)采用DS18b20与单片机STC89C52相结合设计数字温度计，实现液晶屏实时显示当前温度；(2)读取并显示DS18B20的序列码。1.2系统组成本方案设计的系统由单片机系统、数字式温度传感器DS18B20和LCD1602显示模块组成。DS18B20：DS18B20是单线式数字温度传感器，与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；有温度测量范围宽，测量精度高的特点；同时它的供电方式灵活，可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源；测量参数可配置，其测量分辨率可通过程序设定为912位。1.

4、CDI602：1602液晶也叫1602字符型液晶，是一种专门用来显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块，它由假设干个5x7或者5x11的点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以用显示一个字符。1.3系统设计1.3.1硬件设计图IT数字温度计硬件原理图在本次系统设计中，STC89C52单片机作为控制器，完成所有功能的控制，包括：(1)DS18B20数字温度传感器的初始化和读取温度值；(2LCDI602显示驱动与控制。以数字式温度传感器DS18B20作为传感元件。DS18B20是单总线数字式温度传感器，采用单总线协议，即与单片机接口仅需占用一个I/O端口，无需任何外围器件，直接将温度转化为数字信号，以数

5、字码形式串行输出。可由一根I/O数据线既供电又传输数据。DS18B20直接读取被测温度值，送到LCDI602上进展显示，LCD1602可以显示两行字符，每行16个字符，只能显示ASCIl码字符。本实验中需要显示的数据是温度和DS18B20的唯一序列码。总体架构如图IT所示。将18B20的单总线DQ与单片机接口P2.2相连，通过时序控制首先对其进展初始化，然后发送读写和温度转换命令，使DS18B20内部温度传感器开场工作，最后从温度存放器中读取两字节二进制码，转换为温度值后显示在LCD上。同理，对于序列码的读取，也要在18B20初始化成功的根基上，发送读ROM命令(该命令只适用于总线上存在单只D

6、S18B20),将读取的字符显示在液晶屏上。1. 3.2软件设计主程序:图1-2主程序流程图先进展初始化，该初始化包括DS18b20的初始化和液晶屏的初始化。DS18b20的初始化是为器件应答准备，作为从器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480960微秒的低电平出现，如果有，在总线转为高电平后等待15-60微秒后将总线电平拉低60-240微秒做出响应存在脉冲，告诉主机本器件已做好准备；液晶屏的初始化是为显示温度准备；调用显示子程序显示当前检测到的温度值；不断刷新温度数据进展实时显示。DS18B20的初始化：图1-3DS18B20初始化时序图初始化流程：将总线拉低480us9

7、60us拉高总线，假设DS18B20做出反响会将在15us60us后将总线拉低等待DS18B20拉低总线图1-4DS18B20初始化流程图DS18B20读字节和写字节子程序：图1-5写字节子程序流程图图1-6读字节子程序流程图写字节：写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。写周期一开场主机先把总线拉低1微秒表示写周期开场。随后假设主机想写0,那么将总线置为低电平，假设主机想写L那么将总线置为高电平，持续时间最少60微秒直至写周期完毕，然后释放总线为高电平至少1微秒给总线恢复。而DS18B20那么在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开场对总线采样，在采样期内总线为高电平那

8、么为1,假设采样期内总线为低电平那么为0。读字节：读周期是从主机把单总线拉低1微秒之后开场，先释放单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总线上。作为从机DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开场送出数据，假设是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期完毕。假设要送出1那么释放总线为高电平。主机在一开场拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进展采样检测，采样期内总线为低电平那么确认为0。采样期内总线为高电平那么确认为1。完成一个读时序过程，至少需要60微秒才能完成。读取温度子程序：图1-7读取温度子程序流程图读取温度流程：跳过RoM

9、操作(OCCH)发送温度转换命令(044H)跳过ROM操作(OCCH)发送读取温度命令(033H)读取温度值(OBEH)1.4设计结果能够在液晶屏的第一行显示DS18b20的序列码，在第二行显示温度并且不断刷新实时显示，分辨率设置为12位。图1-8设计测试结果图第2章基于AT24C02的数字密码锁设计1.1 设计要求(1)设置初始密码为“000000(2)进入密码锁后，按键SIl修改密码，并在液晶显示密码(3) S12为确定键，修改成功(4) S13为重新设置键(5) S14为退出密码锁(6)在未进入密码锁时，S11,S12,S13,S14无效2.2系统组成本设计由STC89C52单片机芯片和

10、具有2K位串行CMOS的EEPR0MAT24C02以及LED数码管显示模块组成。AT24C02：(1)模块原理图图2-1AT24C02模块原理图(2)发送器件地址的格式图2-2发送器件地址的格式图高四位IoIo是24Cxx系列的固定器件地址，接下来是A2、AKAo是根据器件连接来决定，我们的原理图都接地所以是Oo0。R/W为是选择读还是写，1的时候是读，0的时候是写。(3)芯片工作时序 初始化(scl=H,Sda=H) 写入过程发送器件地址(OXAOJ：SendByte(OxaO);发送要写入24C02的内存地址：SendByte(addr);发送要写入的数据：SendByte(dat); 读

11、出过程发送写入的器件地址(OXAO)发送要读的24C02的内存地址发送读出的器件地址(OXAI)读取数据(4)AT24C02的数据发送时序总线起始信号图2-3总线起始信号时序图总线应答信号总线完毕信号图2-4总线完毕信号时序图2.3系统设计2.3.1硬件设计图2-5硬件原理图单片机是电子密码锁系统的主控制器。AT24C02是密码储存电路,它的SCL、SDA端分别接单片机的P2.1、P2.0端口,用于与单片机之间读写操作的数据传输；WP接低电平表示单片机可以对器件进展正常的读/写操作；AOAkA2是器件地址输入端，都接低电平表示只有一个AT24C02被器件寻址。用户设置的密码存放在AT24C02

12、中，当需要更改或读取用户密码时，只需对AT24C02里的数据更改或读取。矩阵键盘电路主要作用是对密码进展输入、修改、确定等操作，它由行线和列线组成，按键位于行、列的穿插点上，行列分别连接到按键开关的两端。无按键按动作时列线处于高电平状态；有按键按下时，交点的行线和列线相通，列线电平状态将由与此列线相连的行线电平决定。显示电路由LED数码管和LED指示灯组成。2.3.2软件设计主程序：图2-6主程序流程图先对数码管的显示进展初始化；按键扫描判断是否输入密码，如果输入密码并且输入正确，那么密码锁开启；按键扫描判断是否进展密码的更改或者密码锁的关闭；输入更改后的密码，假设正确那么密码锁开启；假设系统

13、断电或密码锁关闭按键按下那么密码锁关闭。AT24C02子程序：2. 4设计结果功能键：Sl-SlO数字键0-9Sll-更改密码S12-一更改密码完毕后确认S13-重试密码、重新设定S14-关闭密码锁初始密码：000000密码位数：6位密码锁的初始密码为000000,密码输入正确后可启动密码锁对密码进展修改的操作，六为密码分别对应LED灯Dl,D2,D3,D4,D5,D6,密码所有位数输入正确那么六个LED等被点亮，并且D7,D8也被点亮；假设某一位密码不正确,那么所对应的LED灯不亮且D7,D8两个LED灯也不亮。图2-8设计测试结果图第3章基于DS1302的电子日历设计3.1设计要求(1)在

14、LCD上显示当前的时间信息，即年、月、日、星期、时、分、秒(2)具有时间的调校功能(3)显示当前调节对象(4)日期时间加调整与保存。3. 2系统组成本设计由STC89C52单片机最小系统、实时时钟芯片DS1302以及显示液晶LCD1602组成。DS1302采用SPl三线接口与CPU进展通信，仅用到三根信号线：RST（复位），1/0（数据线），SCLK（同步串行时钟）。并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。3.3系统设计3. 3.1硬件设计图3-1电子日历硬件原理图本系统主要由ST89C52主控模块、时钟复位电路模块、DA1302电路模块、按键扫描模块和LCD1602液晶显示模块组成。DS1302与51单片机的连接只需要利用单片机的三个I/O引脚对DS1302的SCLK、I/O、和RST进展控制，51单片机的P2.0,P2.1和P2.4分别与DS1302的SCLK,I/O和RST相连,DS1302的主电源VCC2与系统电源VCC相连。DS1302实时时钟:DS1302时钟芯片包括实时时钟（日历）和31字节的静态RAM,它通过一个简单的串行接口与微处理器通信，实时时钟提供秒，分，时，日，周，月，年等信息，对