基于LCD1602的电子时钟和温度计的设计

基于LCD1602的电子时钟和温度计的设计

目录

摘要...................................................... 错误!未定义书签。Abstract ................................................... 错误!未定义书签。第一章绪论. (1)

1.1 开发背景及研究意义 (1)

1.1.1 LCD数字温度计的研究背景及研究意义 (1)

1.1.2 LCD电子钟电路的研究背景及研究意义 (1)

1.2 研究进展及成果 (2)

1.2.1 LCD数字温度计的研究进展及成果 (2)

1.2.2 LCD电子钟的研究进展及成果 (3)

1.3 课题来源与主要容和技术参数 (3)

1.3.1 课题来源 (3)

1.3.2 课题的主要容和技术参数 (4)

1.4 主要工作和工作难点 (5)

第二章系统的总体结构 (6)

2.1 系统的总体设计方案 (6)

2.1.1 设计总体设计思路 (6)

2.1.2 方案论证 (6)

2.1.3 功能介绍 (7)

2.2 设计思路步骤 (8)

2.2.1 下载线部分的设计 (8)

2.2.2 LCD电子时钟系统的设计 (8)

2.2.3 LCD数字温度计系统的设计 (9)

2.3 本章小结 (10)

第三章硬件电路设计 (11)

3.1 下载线电路的设计 (11)

3.1.1 主要器件简介 (11)

3.1.2 MAX232电平转换电路的设计 (12)

3.1.3 监控电路的设计 (13)

3.2 LCD电子时钟系统的设计 (14)

3.2.1 主要器件简介 (14)

3.2.2 蜂鸣器电路的设计 (15)

3.2.3 DS1302电路的设计 (16)

3.2.4 按键电路的设计 (17)

3.2.5 单片机与液晶屏LCD1602的接口电路 (17)

3.3 LCD数字温度计系统的设计 (18)

3.3.1 主要器件介绍 (18)

3.3.2 LCD数字温度计的设计 (20)

3.4 AVR单片机最小系统的设计 (22)

3.4.1 系统时钟 (22)

3.4.2 AVR的复位源和复位方式 (24)

3.5 本章小结 (27)

第四章软件设计 (28)

4.1 概述 (28)

4.2 系统软件开发环境 (28)

4.3 软件程序设计 (30)

4.3.1 监控程序流程图及ATtiny2313监控程序通信协议 (30)

4.3.2 ATmega16单片机串行编程 (32)

4.3.3 LCD电子时钟流程图设计 (33)

4.3.4 LCD数字温度计流程图设计 (36)

4.4 本章小结 (39)

第五章仿真与调试 (40)

5.1 系统仿真 (40)

5.1.1 Proteus软件简介 (40)

5.1.2 系统仿真 (41)

5.2 程序下载及实物调试 (47)

5.3 本章小结 (51)

结论 (52)

参考文献 (53)

致谢........................................................ 错误!未定义书签。附录1硬件电路图及实物照片. (54)

附录2程序清单 (58)

第一章绪论

1.1 开发背景及研究意义

1.1.1 LCD数字温度计的研究背景及研究意义

1、研究背景

随着新技术的开发和不断运用,今年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。

2、研究意义

温度是工业对象中的一个重要的被控参数，然而所采集的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不同。传统的控制方式已经不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表、温度接触器，其主要缺点是温度波动围太大，由于它主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。

本设计使用AVR单片机作为核心进行控制。AVR单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，质量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方法方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。

1.1.2 LCD电子钟电路的研究背景及研究意义

1、研究背景

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，趋势将是进一步向着CMOS

化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。

单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

2、研究意义

数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒，数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站,、码头、办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。

1.2 研究进展及成果

1.2.1 LCD数字温度计的研究进展及成果

1、LCD数字温度计的研究进展

虽然LCD数字温度计在低功耗及高性能方面取得了很大的进展，温度控制系统在国各个行业的应用已经十分广泛，但从国生产的温度控制器来看，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温度产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器位主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。

2、LCD数字温度计的成果

由于数字温度计的广泛应用，给人们的生活带来了诸多方便，并为国生产厂