【正文】 2 寄存器； DS1302 中與時(shí)間、日期有關(guān)的寄存器共有 12 個(gè)，其中 7個(gè)存放數(shù)據(jù)的格式為 BCD 碼格式，單片機(jī)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 8 其讀寫地址如下表所示。 表 23 DS1302 時(shí)鐘寄存器 讀寄 存器 寫寄 存器 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 Bit7 范圍 81H 80H CH 10 秒 秒 00—59 83H 82H 10 分 分 00—59 85H 84H 12 0 10 時(shí) 時(shí) 0— 23 24 AM/PM 1— 12 87H 86H 10 月 日 0— 23 89H 88H 10月 月 1— 12 8BH 8AH 0 0 0 0 周 1— 31 8DH 8CH 10 年 年 1— 12 8FH 8EH WP 0 0 0 0 0 0 0 —— 。 第一行秒寄存器， CH 為時(shí)鐘暫停標(biāo)志位、該位為 1 時(shí)時(shí)鐘停止，該位為 0 時(shí)時(shí)鐘運(yùn)行。 第二行分寄存器， bit0— bit6 BCD示的數(shù)字為 9，計(jì)數(shù)滿向高三位進(jìn) 1。 第三行時(shí)寄存器、 12/24 用來(lái)定義 DS1302 小時(shí)的運(yùn)行模式， 12小時(shí)模式下 bit5 為 1表示 PM 下午， bit5 為 0表示 AM 上午。 bit7 是寫保護(hù)位 WPWP 為 1 RAM 的寫 操作之前， WP 位必須為 0。 DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM 相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H— FDH，其中奇數(shù)為讀操作、偶數(shù)為寫操作，另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 1602 字符液晶介紹 1602 液晶概述 工業(yè)字符型液晶， 1602 是指顯示的內(nèi)容為 16*2，能同時(shí)顯示兩行，每行 16 個(gè)字符。常見的 1602 字符液晶有兩種，一種顯示綠色背光黑色字體，另一種顯示藍(lán)色背光白色字體HD44780 液晶芯片控制，原理是完全相同的。本課題所用 1602液晶模塊，顯示屏是藍(lán)色背光白色字體。如圖 25所示。 單片機(jī)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 9 圖 25 1602 字符液晶 1602 引腳介紹 圖 26 LCD 液晶顯示 表 24 1602 字符液晶引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 GND 電源地 2 VCC 電源正極 3 V0 液晶顯示對(duì)比 度調(diào)解端 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選 擇端 5 R/W 讀寫選擇 6 E 使能信號(hào) 7 D0 數(shù)據(jù)口 8 D1 數(shù)據(jù)口 9 D2 數(shù)據(jù)口 10 D3 數(shù)據(jù)口 11 D4 數(shù)據(jù)口 12 D5 數(shù)據(jù)口 13 D6 數(shù)據(jù)口 14 D7 數(shù)據(jù)口 15 BLA 背光電源正 16 BLK 背光電源負(fù) 第 1腳， GND 為地電源。 第 2腳， VCC 接 5V 正電源。 第 3腳， VO 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端， 接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生重影，使用一個(gè) 1K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 單片機(jī)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 10 第 4腳： RS 第 5腳： R/W 第 6腳： E E 第 7— 14腳： DB0~DB7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15— 16 腳：背光燈電源。 1602 字符液晶使用方法 1 基本操作時(shí)序 表 25 1602 字符液晶讀寫狀態(tài)表 操作 輸入 輸出 讀指令 RS=L, RW=H, E=H， D0— D7=狀態(tài)字 寫指令 RS=L,RW=L,D0— D7=指令碼， E=H， 無(wú) 讀數(shù)據(jù) RS=H, RW=H, E=H， D0— D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) RS=H,EW=L, D0— D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖， 無(wú) 讀寫操作時(shí)序如圖 27和 28 所示： 圖 27 1602 液晶讀時(shí)序圖 圖 28 1602 液晶寫時(shí)序圖 單片機(jī)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 11 2 RAM 1602 液晶控制器芯片內(nèi)部帶有 80 個(gè) 8位的 RAM 圖29示 圖 29 1602 字符液晶字庫(kù)表 3 1602 字符液晶字庫(kù) 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器， CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如下表所示，這些字符有，阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“ A” 。 單片機(jī)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 12 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 電路設(shè)計(jì)框圖 圖 31 硬件框圖 硬件系統(tǒng)硬件概述 本電路以 STC89C52 單片機(jī)為控制核心，以 STC89C52 最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)。時(shí)鐘電路由高精度低功耗的 DS1302 提供，采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，輸入部分采用四個(gè)獨(dú)立式按鍵 S S S S4。 1602 液晶顯示部分， D0— D7 口與單片機(jī) P0 口相連。具體線路連接，詳見附錄 1 溫度采集模塊設(shè)計(jì) 如圖 32所示。采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，它是數(shù)字式溫度傳感器，具有測(cè)量精度高，電路連接簡(jiǎn)單特點(diǎn)，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用Ｐ 與DS18B20 的 I/O 口連接加一個(gè)上拉電阻 ,Vcc 接電源 ,Vss 接地。 ① 、獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 ② 、測(cè)溫范圍 － 55℃ ～ +125℃ ，固有測(cè)溫分辨率 ℃ 。 ③ 、支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳 輸?shù)牟环€(wěn)定。 ④ 、工作電源 : 3~5V/DC。 ⑤ 、在使用中不需要任何外圍元件 。 ⑥ 、 測(cè)量結(jié)果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送 。 STC89C52 LCD1602 液晶顯示模塊 DS18B20 溫度傳感器 時(shí)鐘電路 鍵盤輸入模塊 復(fù)位電路 電源 蜂鳴器模塊 單片機(jī)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 13 圖 32 DS18B20 溫度采集模塊 鍵盤輸入模塊設(shè)計(jì) 圖 33 鍵盤模塊原理圖 本系統(tǒng)四個(gè)按鍵占用了四個(gè) I/O 口，分別接在 STC89S52 單片機(jī)的 P2口的 引腳上。采用獨(dú)立式鍵盤接口，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)很容易判斷哪個(gè)鍵被按下。根據(jù)多功能數(shù)字鐘 設(shè)置鍵，加一鍵，減一鍵，確定鍵，通過(guò)鍵盤可以隨時(shí)手動(dòng)設(shè)置日期、時(shí)間、鬧鐘、溫度上限和下限數(shù)值報(bào)警功能 . 蜂鳴器模塊設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)采用一個(gè)普通的發(fā)光二極管和一個(gè)蜂鳴器組成來(lái)實(shí)現(xiàn)鬧鐘、當(dāng)時(shí)間到達(dá)設(shè)定值，蜂鳴器響，蜂鳴器占用了 1 個(gè) I/O 口 ，它的動(dòng)作由 控制，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定溫度上下限值時(shí)，二極管導(dǎo)通，二極管和蜂鳴器發(fā)出光聲報(bào)警。 圖 38 聲音模塊原理圖 單片機(jī)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 14 圖 34 蜂鳴器發(fā)聲電路 DS1302 時(shí)鐘電路模塊 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含有一 個(gè)實(shí)時(shí)實(shí)鐘 /日歷和字節(jié)靜態(tài) RAM，通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒分時(shí)、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò) AM/PM指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線（ 1） RST 復(fù)位 （ 2） I/O 數(shù)據(jù)線 (3)SCLK 串行時(shí)鐘。 時(shí)鐘 /RAM的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。 DS1302 工作時(shí)功耗很低保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 1mW。 圖 35 DS1302 時(shí)鐘電路 顯示模塊設(shè)計(jì) 602 是指顯示的內(nèi)容為 16*2，能同時(shí)顯示兩行，每行 16 個(gè)字符。常見的 1602 字符液晶有兩種，一種顯示綠色背光黑色字體，另一種顯示藍(lán)色背光白色字體 ，如下圖所示。 圖 36 顯示模塊電路 單片機(jī)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 15 總電路圖設(shè)計(jì) 圖 37 總電路圖 123456/MOSI7/MOSO8/SCK9/RST10/RXD11/TXD12/INT013/INTI14/T015/T116/WR17/RD18/XTAL219/XTAL120/GND 2122232425262728PSEN/29ALE/30EA/31323334353637383940VCCSTC89C52VCCI/OVssDS18B02VssVDDRSRWED1DoD2D3D4D5D6D7u?LCD1602Vss VDD RS RW E D1Do D2 D3 D4 D5 D6 D7LCD1602 液晶顯示LS?BellR?S?SWPB12X21 2Y?XTALC?CapCCapVCC1KR?Res2S?SWPBC?Cap1KR?Res2+5VX1X2RST5SCLK6I/O781U2DS1302+5VVCCS?SWPBS?SWPBS?SWPB鍵盤模塊VCC+5VVCC+5VGND*ＱVCC＋３ＶＱ６９０１２VCC單片機(jī)多功能數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)