指针式电子钟与万年历设计方案

1. 项目简介

这是基于STM32设计的一个指针式电子钟+万年历小项目，采用3.5寸的LCD屏显示时钟，日历、温度、天气，支持触摸屏调整设置时间，设置闹钟，查看日历等等。整体项目主要是技术点就是LCD屏的图形绘制。比如: 时钟的时针绘制、分针、秒针、表盘、日历绘制等等。

时钟的时间是直接采用STM32本身的RTC时钟，室内的室温数据采用DS18B20温度传感器获取，STM32芯片的具体型号是STM32F103ZET6，只要是STM32F1系列的开发板，代码都是可以通用的。

LCD显示屏采用的正点原子的3.5寸TFT显示屏，支持8080时序，自带触摸屏功能，触摸屏是电阻屏，驱动芯片是XPT2046，SPI接口，通信非常方便。

STM32F103ZET6带有FSMC功能，可以输出8080时序，本项目里驱动LCD屏就采用FSMC控制的，效率比较高。

主界面如下:

2. 项目功能介绍

下面对每个子功能页面做详细讲解。

2.1 实时时钟页面

在LCD屏上方显示表盘、分针、时针、 秒针、刻度、更改时钟时间方块，并实现分针、时针、秒针的移动，在实时时钟下方同步显示数字时钟。

运用触摸屏功能实现时钟设置功能，点击“+” “-”至设置时钟方块，跳出设置时钟界面，即可开始设置时钟与日期；点击“+”“-”至设置闹钟方块，跳出设置闹钟界面，即可开始设置闹钟。

2.2 日历页面

在LCD屏中部显示日期、星期、天气、实时温度，在LCD屏下方显示日历、左右两边显示黄历，并在日历上重点突出今天的日期。

3. 项目实现主要程序讲解

3.1 流程图

3.2 ds18b2.c 代码

下面列出DS18B20温度传感器主要代码.

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#include 'ds18b20.h'

#include 'delay.h'  

//复位DS18B20

void DS18B20_Rst(void)    

{         

    DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT

  DS18B20_DQ_OUT=0;   //拉低DQ

  DelayUs(750);      //拉低750us

  DS18B20_DQ_OUT=1;   //DQ=1 

    DelayUs(15);      //15US

}

//等待DS18B20的回应

//返回1:未检测到DS18B20的存在

//返回0:存在

u8 DS18B20_Check(void)    

{  

    u8 retry=0;

    DS18B20_IO_IN();    //SET PG11 INPUT     

  while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)

    {

        retry++;

        DelayUs(1);

    };   

    if(retry>=200)return 1;

    else retry=0;

  while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)

    {

        retry++;

        DelayUs(1);

    };

    if(retry>=240)return 1;   

    return 0;

}

//从DS18B20读取一个位

//返回值：1/0

u8 DS18B20_Read_Bit(void)    

{

  u8 data;

    DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT

  DS18B20_DQ_OUT=0; 

    DelayUs(2);

  DS18B20_DQ_OUT=1; 

    DS18B20_IO_IN();    //SET PG11 INPUT

    DelayUs(12);

    if(DS18B20_DQ_IN)data=1;

  else data=0;     

  DelayUs(50);      

  return data;

}

//从DS18B20读取一个字节

//返回值：读到的数据

u8 DS18B20_Read_Byte(void)   

{    

  u8 i,j,dat;

  dat=0;

    for (i=1;i<=8;i++) 

    {

        j=DS18B20_Read_Bit();

        dat=(j<<7)|(dat>>1);

   }                         

  return dat;

}

//写一个字节到DS18B20

//dat：要写入的字节

void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)   

 {       

  u8 j;

  u8 testb;

    DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT;

  for (j=1;j<=8;j++) 

    {

        testb=dat&0x01;

        dat=dat>>1;

    if (testb) 

     {

      DS18B20_DQ_OUT=0;   // Write 1

      DelayUs(2);              

      DS18B20_DQ_OUT=1;

      DelayUs(60);       

     }

    else 

     {

      DS18B20_DQ_OUT=0;   // Write 0

      DelayUs(60);       

      DS18B20_DQ_OUT=1;

      DelayUs(2);             

     }

   }

}

//开始温度转换

void DS18B20_Start(void) 

{                                  

  DS18B20_Rst();    

    DS18B20_Check();     

  DS18B20_Write_Byte(0xcc);   // skip rom

  DS18B20_Write_Byte(0x44);   // convert

} 

//初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在

//返回1:不存在

//返回0:存在        

u8 DS18B20_Init(void)

{

    RCC->APB2ENR|=1<<8;         //使能PORTG口时钟 

    GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;     //PORTG.11 推挽输出

    GPIOG->CRH|=0X00003000;

    GPIOG->ODR|=1<<11;          //输出1

    DS18B20_Rst();

    return DS18B20_Check();

}  

//从ds18b20得到温度值

//精度：0.1C

//返回值：温度值 （-550~1250） 

short DS18B20_Get_Temp(void)

{

    u8 temp;

    u8 TL,TH;

    short tem;

    DS18B20_Start ();           // ds1820 start convert

    DS18B20_Rst();

    DS18B20_Check();     

    DS18B20_Write_Byte(0xcc);   // skip rom

    DS18B20_Write_Byte(0xbe);   // convert      

    TL=DS18B20_Read_Byte();     // LSB   

    TH=DS18B20_Read_Byte();     // MSB  

    if(TH>7)

   {

    TH=~TH;

    TL=~TL; 

    temp=0;                 //温度为负 

   }else temp=1;               //温度为正       

  tem=TH;                     //获得高八位

  tem<<=8;    

    tem+=TL;                    //获得底八位

    tem=(float)tem*0.625;       //转换     

    if(temp)return tem;         //返回温度值

    else return -tem;    

}

3.3 lcd屏图形绘制核心算法

整个项目的功能都是在LCD显示屏上，需要绘制线段、绘制圆、绘制矩形、绘制角度线段、绘制中文、绘制数字等等，下面列出这部分的核心代码。

/*

函数功能：画横直线

函数形参：x,y:坐标

        length:长度

*/

void LcdDrawThwartLine(u16 x,u16 y,u16 length,u16 color)

{

    u16 i;

    for(i=0;i0)incx=1; //设置单步方向 

    else if(delta_x==0)incx=0;//垂直线 

    else {incx=-1;delta_x=-delta_x;} 

    if(delta_y>0)incy=1; 

    else if(delta_y==0)incy=0;//水平线 

    else{incy=-1;delta_y=-delta_y;} 

    if( delta_x>delta_y)distance=delta_x; //选取基本增量坐标轴 

    else distance=delta_y; 

    for(t=0;t<=distance+1;t++ )//画线输出 

    {  

        LcdDrawPoint(uRow,uCol,color);//画点 

        xerr+=delta_x ; 

        yerr+=delta_y ; 

        if(xerr>distance) 

        { 

            xerr-=distance; 

            uRow+=incx; 

        } 

        if(yerr>distance) 

        { 

            yerr-=distance; 

            uCol+=incy; 

        } 

    } 

} 

//在指定位置画一个指定大小的圆

//(x,y):中心点

//r   :半径

void LcdDraw_Circle(u16 x0,u16 y0,u8 r,u16 color)

{

    int a,b;

    int di;

    a=0;b=r;     

    di=3-(r<<1);             //判断下个点位置的标志

    while(a<=b)

    {

        LcdDrawPoint(x0+a,y0-b,color);             //5

        LcdDrawPoint(x0+b,y0-a,color);             //0           

        LcdDrawPoint(x0+b,y0+a,color);             //4               

        LcdDrawPoint(x0+a,y0+b,color);             //6 

        LcdDrawPoint(x0-a,y0+b,color);             //1       

        LcdDrawPoint(x0-b,y0+a,color);             

        LcdDrawPoint(x0-a,y0-b,color);             //2             

        LcdDrawPoint(x0-b,y0-a,color);             //7               

        a++;

        //使用Bresenham算法画圆     

        if(di<0)di +=4*a+6;   

        else

        {

            di+=10+4*(a-b);   

            b--;

        }                           

    }

} 

/*

函数功能：任意角度画直线 

参    数：

                    w  ：以圆心开始不要画的长度

                    len:半径

                    c  :颜色

                    x,y:坐标

实际长度=len-w

*/

void LcdDrawAngleLine(u32 x,u32 y,float du,u32 len,u32 w,u16 c)

{

  int i;

    int x0,y0;

    float k=du*(3.1415926535/180);  

    for(i=len-w;i;i++)>;i++)>