【正文】 2 寄存器； DS1302 中與時間、日期有關的寄存器共有 12 個，其中 7個存放數(shù)據(jù)的格式為 BCD 碼格式，單片機多功能數(shù)字電子時鐘設計 8 其讀寫地址如下表所示。 表 23 DS1302 時鐘寄存器 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 時 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 為時鐘暫停標志位、該位為 1 時時鐘停止，該位為 0 時時鐘運行。 第二行分寄存器， bit0— bit6 BCD示的數(shù)字為 9，計數(shù)滿向高三位進 1。 第三行時寄存器、 12/24 用來定義 DS1302 小時的運行模式， 12小時模式下 bit5 為 1表示 PM 下午， bit5 為 0表示 AM 上午。 bit7 是寫保護位 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、時鐘突發(fā)寄存器及與RAM 相關的寄存器等。時鐘突發(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 相關的寄存器分為兩類一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 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，能同時顯示兩行，每行 16 個字符。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，顯示屏是藍色背光白色字體。如圖 25所示。 單片機多功能數(shù)字電子時鐘設計 9 圖 25 1602 字符液晶 1602 引腳介紹 圖 26 LCD 液晶顯示 表 24 1602 字符液晶引腳說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 GND 電源地 2 VCC 電源正極 3 V0 液晶顯示對比 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 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 第 1腳， GND 為地電源。 第 2腳， VCC 接 5V 正電源。 第 3腳， VO 為液晶顯示器對比度調(diào)整端， 接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生重影，使用一個 1K 的電位器調(diào)整對比度。 單片機多功能數(shù)字電子時鐘設計 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 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 讀寫操作時序如圖 27和 28 所示： 圖 27 1602 液晶讀時序圖 圖 28 1602 液晶寫時序圖 單片機多功能數(shù)字電子時鐘設計 11 2 RAM 1602 液晶控制器芯片內(nèi)部帶有 80 個 8位的 RAM 圖29示 圖 29 1602 字符液晶字庫表 3 1602 字符液晶字庫 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器， CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，如下表所示，這些字符有，阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“ A” 。 單片機多功能數(shù)字電子時鐘設計 12 第三章 系統(tǒng)的硬件設計與實現(xiàn) 電路設計框圖 圖 31 硬件框圖 硬件系統(tǒng)硬件概述 本電路以 STC89C52 單片機為控制核心，以 STC89C52 最小系統(tǒng)為基礎。時鐘電路由高精度低功耗的 DS1302 提供，采用三線接口與 CPU 進行同步通信，輸入部分采用四個獨立式按鍵 S S S S4。 1602 液晶顯示部分， D0— D7 口與單片機 P0 口相連。具體線路連接，詳見附錄 1 溫度采集模塊設計 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，具有測量精度高，電路連接簡單特點，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，使用Ｐ 與DS18B20 的 I/O 口連接加一個上拉電阻 ,Vcc 接電源 ,Vss 接地。 ① 、獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 ② 、測溫范圍 － 55℃ ～ +125℃ ，固有測溫分辨率 ℃ 。 ③ 、支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳 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 時鐘電路 鍵盤輸入模塊 復位電路 電源 蜂鳴器模塊 單片機多功能數(shù)字電子時鐘設計 13 圖 32 DS18B20 溫度采集模塊 鍵盤輸入模塊設計 圖 33 鍵盤模塊原理圖 本系統(tǒng)四個按鍵占用了四個 I/O 口，分別接在 STC89S52 單片機的 P2口的 引腳上。采用獨立式鍵盤接口，每個按鍵各接一根輸入線，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)很容易判斷哪個鍵被按下。根據(jù)多功能數(shù)字鐘 設置鍵，加一鍵，減一鍵，確定鍵，通過鍵盤可以隨時手動設置日期、時間、鬧鐘、溫度上限和下限數(shù)值報警功能 . 蜂鳴器模塊設計 該系統(tǒng)采用一個普通的發(fā)光二極管和一個蜂鳴器組成來實現(xiàn)鬧鐘、當時間到達設定值，蜂鳴器響，蜂鳴器占用了 1 個 I/O 口 ，它的動作由 控制，當溫度超過設定溫度上下限值時，二極管導通，二極管和蜂鳴器發(fā)出光聲報警。 圖 38 聲音模塊原理圖 單片機多功能數(shù)字電子時鐘設計 14 圖 34 蜂鳴器發(fā)聲電路 DS1302 時鐘電路模塊 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一 個實時實鐘 /日歷和字節(jié)靜態(tài) RAM，通過簡單的串行接口與單片機進行通信。實時時鐘 /日歷電路提供秒分時、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過 AM/PM指示決定采用 24 或 12 小時格式。 DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步的方式進行通信，僅需用到三個口線（ 1） RST 復位 （ 2） I/O 數(shù)據(jù)線 (3)SCLK 串行時鐘。 時鐘 /RAM的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達 31 個字節(jié)的字符組方式通信。 DS1302 工作時功耗很低保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mW。 圖 35 DS1302 時鐘電路 顯示模塊設計 602 是指顯示的內(nèi)容為 16*2，能同時顯示兩行，每行 16 個字符。常見的 1602 字符液晶有兩種，一種顯示綠色背光黑色字體，另一種顯示藍色背光白色字體 ，如下圖所示。 圖 36 顯示模塊電路 單片機多功能數(shù)字電子時鐘設計 15 總電路圖設計 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單片機多功能數(shù)字電子時鐘設計