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摘要：阐述在新时代电子信息行业中，基于STC89C52单片机多功能温度时钟显示系统的设计与应用，将日历、时钟、温度等形成数字化系统，为农业、居家、智能化发展提供技术支持。

关键词：集成电路设计、STC89C52RC单片机、时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20

1系统设计

1.1系统概述

按照系统功能要求，由电源模块、主控模块、时钟和温度模块、红外遥控和报警模块、显示模块共5个模块组成。如图所示。

1.2电源电路设计

1.2.1电源电路选用7.2V的镍氢电池供电，稳压电路LM7805芯片稳压输出对整体系统进行供电。

1.3系统电路设计

1.3.1主控芯片—STC89C52RC

主要性能STC89C52RC单片机是宏晶科技新一代（工业级）高速、低功耗、超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容。

1.4基于DS1302的时钟设计

DS1302是综合性能较好的串行接口实时时钟芯片。直接采用三线接口SCLK、I/O、/RST与单片机进行同步通信，外加掉电存储电路、显示电路、键盘电路，即构成电子时钟系统。

1.4.1 DS1302工作原理

DS1302在任何数据传送时必须先初始化，把RST脚置为高电平，然后把8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在SCLK的上升沿被输入。无论是读周期还是写周期，开始8位指定40个寄存器中哪个被访问到。在开始8个时钟周期，把命令字节装入移位寄存器之后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操作时写入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8，在多字节方式下为8加字节数，最大可达248字节数。如果在传送过程中置RST为低电平，则会终止本次数据传送，并且I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在VCC >=2.5V之前，RST脚必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。

时钟暂停：秒寄存器的位7定义位时钟暂停位。当赋1时，DS1302停止振荡，进入低功耗的备份方式。在对DS1302进行写操作时，停止振荡。当赋0时，时钟将开始启动。

AM-PM/12-24[小] 时方式：[小]时寄存器的位7定义为12或24[小] 时方式选择位。它为高电平时，选择12[小] 时方式。在此方式下，位5是AM/PM位，此位是高电平时表示PM，低电平表示AM，在24[小] 时方式下，位5为第二个10[小] 时位（20～23h）。

DS1302采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，也可以关闭充电功能，芯片采用32768Hz晶振。备用电源BT1可以用电池。DS1302在主电源掉电后耗电很小，要长时间保证时钟正常，最好选用小型充电电池。如果断电时间较短（几小时或几天），可以用漏电较小的普通电解电容代替（100μF即可保证1小时的正常走时）。DS1302在第一次加电后，需进行初始化操作。

1.5 基于DS18B20温度采集的电路

DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装，其中GND为地，DQ 为数据输入/输出端（即单线总线），该脚为漏极开路输出，常态下呈高电平，Vcc 是外部+5V电源端，不用时应接地，NC为空脚。内部主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器（内含便笺式RAM），用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL解发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码（CRC）发生器等七部分。DS18B20电路将数据信号端接上拉电阻直接链接单片机IO口进行实时数据采集。

1.6红外接收和闹钟报警电路设计

1.6.1红外接收头VS1838遥控调节控制

（1）红外遥控应用

红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。其中，所有的信号都是由38KHz的LED载波发射出去。

（3）解码过程

一个完整的全码=引导码+用户码+用户码+数据码+数据反码。接收数据是由单片机具有外部中断功能的P3.2引脚，红外接收头接收到信号，单片机产生外部中断，来判断码值并做出相应的处理。

1.6.2闹钟报警电路

通过控制单片机的IO口引脚直接对蜂鸣器是否发出声音，起到报警和闹铃作用。

1.7液晶显示电路设计

由ST7920控制器控制LCD12864液晶显示，5V电压驱动，带背景光，内置8192个16*16点阵、128个字符及64*256点阵显示RAM。

2程序设计

2.1 时间温度程序设计

因使用时钟芯片DS1302和温度传感器DS18B20，时间程序只需从DS1302各寄存器中读出年、周、月、日、[小]时、分、秒等数据，再处理即可；温度从DS18B20读取，经过转换为实际温度后送液晶显示。

2.2 时间调整设计

时间调整由“*”菜单选择、“#”确定、“ADD”加、“ CALL”减来控制调整，通过菜单来选择是调整“调整时间”、“报警温度”、和“设置闹铃”来确定。

2.3温度报警调整设计

温度报警调整，进入温度报警菜单，设置调整温度上限、下限，等待案件程序进行加减调整，最后打开报警标志，完成温度报警调节。

2.4 闹钟程序设计

闹钟程序设计融合在时间调试之中，在调节模式设置按钮的时候，显示屏上显示“ahour、aminute、asecond”三个字样，即可对闹钟模式进行调试。

3 结语

本文基于STC89C52RC单片机进行设计，结构简单，通过程序编程，实现对年、月、日、时、分、秒、星期、闰年和阴历的自动调整，温度显示，按键控制，液晶显示，具有闹铃和温度上限、下限报警等功能。实时日历电子钟可以正常显示时间和温度并进行时间、温度上下限调整。可广泛应用于智能居家、公共场所、工厂车间、农业厂棚等领域，为实现智能化、数字化发展提供核心技术支持。

参考文献

[1] 郭天祥. 新概念51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009

[2] 曹天汉. 单片机原理与接口技术（第三版）.北京：电子工业出版社，2009