【正文】 gle chip microprocessor. As the main control ponent, the single chip microprocessor is the core of the device and it plays the main control action. The clock chip provides a digital clock for the device and helps to realize the function of the timing control. The liquid crystal display is the carrier for the device system demonstrating. The keys use free standing structure. They mainly use as the timing and fixed time and use also as function choice. The control output simulates machine39。它利用機(jī)械鐘帶動(dòng)開關(guān)來控制煤氣閥門 [1]?，F(xiàn)在的不少家用電器都安裝了定時(shí)器來控制開關(guān)或工作時(shí)間 [2]。鑒于單片機(jī)有如此廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，基于單片機(jī)的定時(shí)控制器就可以運(yùn)用到 日常 生活的各個(gè)方面，如上下班鈴聲的控制、機(jī)器的開停機(jī)時(shí)間控制等等。 本章將介紹單片機(jī)STC89C58RD+的原理及液晶 12232 模塊。 4 圖 21 STC89C58RD+引腳圖 圖 21 中，各引腳功能如下： ●VCC：電源 ●GND：地 ●P0口： P0 口是一組 8 位漏極開路的雙向 I/O 口，是地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 ●P1口： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，它的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 Flash編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX ＠ R1， A）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（特殊功能寄存器SFR 區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。對(duì) P3 口寫 入 “1”時(shí)，他們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ●ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)，即使 不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘震蕩頻率的1/6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出始終或用于定時(shí)目的。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令A(yù)LE 才會(huì)被激活。 ●EA/VPP：外部訪問允許。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上編程允許電源 VPP。 K200R11KR222uFCVCC 圖 22 復(fù)位電路 7 單片機(jī)的外部復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種，本設(shè)計(jì)采用的是按鍵手動(dòng)復(fù)位。 液晶 12232 模塊 顯示部分采用點(diǎn)陣式液晶 LCD122322，可以顯示漢字和阿拉伯?dāng)?shù)字。 CS1/CS2：讀寫使能，對(duì)于 68 系列的 MPU，高電平有效；對(duì)于 80 系列的 MPU，低電平有效。如果在顯示關(guān)閉的狀態(tài)下，選擇靜態(tài)驅(qū)動(dòng)模式，那么內(nèi)部電路將處于安 全模式。 9 3）頁(yè)地址設(shè)置 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 A1 A0 功能：設(shè)置頁(yè)地址。 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 列地址 0 0 …… 1 0 1 1 1 0 4E 1 0 1 1 1 1 4F 5） 讀狀態(tài)指令 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 BUSY ADC ON/OF RESET 0 0 0 0 功能：檢測(cè)內(nèi)部狀態(tài) BUSY 為忙信號(hào)， BUSY=1： 內(nèi)部正在執(zhí)行操作； BUSY=0：空閑狀態(tài) 。 7）讀顯示數(shù)據(jù) A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 1 Read Data 功能：讀出頁(yè)地址和列地址限定的 DD RAM 中的數(shù)據(jù)。這個(gè)狀態(tài)一直持續(xù)到執(zhí)行結(jié)束 END 指令。 LCD12232與單片機(jī)接口 12 LCD12232 與單片機(jī)的接口電路如圖 24 所示。 芯片及硬件模塊 時(shí)鐘芯片模塊 DS1302 美國(guó) DALLAS 公司的 DS1302 是一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它采用 SPI 串行總線接口與單片機(jī)連接 [6]。 SPI 串行總線有如下一些主要特點(diǎn)： ●全雙工，三線同步傳輸。 ●可編程串行時(shí)鐘極性與相位。 SPI 從設(shè)備一般使用 1 根數(shù)據(jù)線（ I/O）和 2 根控制線（ RST 、 SCLK）。 SPI 從器件則從系統(tǒng)主設(shè)備獲取時(shí)鐘及片選信號(hào)，因此從器件的控制信號(hào) RST 、 SCLK 都是輸入信號(hào)。 如果一個(gè) SPI 從設(shè)備沒有被選中，它的數(shù)據(jù)輸出端將處于高阻狀態(tài)，從而與當(dāng)前處于激活狀態(tài)的器件隔離。 在 SPI 串行總線通信過程中， RST 用來控制外圍設(shè)備的選通（低電平有效），未選通器件的數(shù)據(jù)輸出端信號(hào)線將處于高阻狀態(tài)。當(dāng)同步時(shí)鐘信號(hào)的相位為 0、極性也為 0 時(shí)，通信過程中的數(shù)據(jù)位在同步信號(hào)的上升沿鎖存；當(dāng)相位為 0，極性為 1 時(shí)，數(shù)據(jù)位在同步時(shí)鐘信號(hào)的下降沿鎖存。它具有以下性能特性： 1）實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ,可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù) ； 2）用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31x8 位 RAM； 3）最少引腳的串行 I/O； 4） ～ ； 5）用 于時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳輸方式 ； 6）簡(jiǎn)單的 3 線接口 ； 7）可選的慢速充電（至 Vcc1）的能力 。 DS1302 時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31B 的靜態(tài) RAM，實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月、年等信息，對(duì)于小于 31 天的月和月末的日期自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，還包括閏年校正功能。 DS1302 由 Vcc1 或Vcc2 中較大者供電，當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1+ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電；當(dāng) Vcc2 小于Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。 GND：信號(hào)地。 VCC2：主電源。無論是讀周期還是寫周期 ，也無論是單字節(jié)傳送方式還是多字節(jié)傳送方式，數(shù)據(jù)傳送開始的 8 個(gè)數(shù)據(jù)位用于指定 DS1302 中哪個(gè)字節(jié)被訪問。在 DS1302 的上電過程中，當(dāng) VCC≥， RST 必須為邏輯 0。 控制字節(jié)的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1,如果它為 0,則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302中，位 6 如果為 0,則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù) ,為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。 RST 輸入有兩種功能：首先 , RST 接通控制邏輯 ,允許地址／命令序列送入移位寄存器 。上電運(yùn)行時(shí) ,在 Vcc≥ 之前 , RST 必須保持低電平。 外部處理器向 DS1302 寫數(shù)據(jù)時(shí)，在寫命令字節(jié) 8 個(gè) SCLK 周期之后， DS1302 會(huì)在下 8 個(gè) SCLK 周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，如果有更多的 SCLK 周期，它們將會(huì)被忽略。通過對(duì)地址 31 尋址（命令位的 D1D5 均為邏輯 1），可以把時(shí)鐘 /日歷或 RAM 寄存器規(guī)定為多字節(jié)方式。同樣 ,在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù) ,讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位至高位 7,數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序如圖 32 所示。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。 小時(shí)寄存器的 D7 定義為 12 或 24 小時(shí)方式選擇位，當(dāng)它為高電平時(shí)，選擇 12 小時(shí)方 式；當(dāng)它設(shè)置為低電平時(shí)表示選擇 24 小時(shí)方式。 涓流充電寄存器用于控制 DS1302 的涓流充電特性。如果 20 RS 設(shè)定為無電阻的 00，那么涓流充電器將被禁止，與 TCS 無關(guān)。在指定突發(fā)方式多字節(jié)連續(xù)寫時(shí)鐘 /日歷寄存器時(shí)，如果寫保護(hù)位設(shè)置為高電平，那么沒有數(shù)據(jù)會(huì)傳送到 8 個(gè)時(shí)鐘 /日歷寄存器中的任一個(gè) 。 21 液晶外部時(shí)鐘模塊 液晶 12232 要正常工作需要接入頻率為 2kHz 的外部時(shí)鐘信號(hào)，在本系統(tǒng)中，由74HC14 和電阻 R、電容 C 組成的振蕩電路為 12232 提供時(shí)鐘信號(hào)。 圖 35 74HC14邏輯圖 22 極限值 ： 電源電壓 …………………………………………. 7V 輸入電壓 ： 74HC14…………………………………………. 工作環(huán)境溫度 ： 74HC14………… ……………………………… 0~70 ℃ 存儲(chǔ)溫度 …………………………………………. 65~150℃ 功能表如表 35 所示 。 圖 36 施密特反相器應(yīng)用電路 該電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)頻率為： T RC?? 具體電路圖如圖 37 所示。為 了保證按鍵在按下時(shí)相應(yīng)的單片機(jī)端口為低電平，每個(gè)按鍵都通過上拉電阻接到了 VCC 上，具體的電路如圖 38 所示 [7]。本系統(tǒng)軟件采用 C 語言編寫，增強(qiáng)了軟件的可讀性 和可移植性，便于糾錯(cuò)和擴(kuò)展；采用模塊化的編程方法， 使軟件設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加明確。這些按鍵的功能定義是在軟 25 件中定義好的。 繼電器輸出模塊用到了光耦 TLP5211，單片機(jī)的端口不能直接驅(qū)動(dòng)光耦，因此在單片機(jī)端口和光耦之間加了一個(gè)三極管 9013 用于光耦的驅(qū)動(dòng)。 STC89C58RD+ 主控模塊 DS1302時(shí)鐘模塊 鍵盤電路 LCD 顯示電路 控制輸出電路 時(shí)鐘產(chǎn)生電路 26 系統(tǒng)功能說明 系統(tǒng)在上電后，首先進(jìn)入初始化畫面，顯示 設(shè)計(jì) 小組成員的姓名，過 5 秒后自動(dòng)轉(zhuǎn)入數(shù)字鐘的顯示畫面。如果開機(jī)時(shí)間設(shè)定好以后，而停機(jī)時(shí)間未設(shè)置就返回，那么系統(tǒng)會(huì)提示 “停機(jī)時(shí)間必須設(shè)置 ”；如果停機(jī)時(shí)間比開機(jī)時(shí)間早，系統(tǒng)會(huì)提示 “停機(jī)必須晚于開機(jī)，重設(shè)停機(jī) ”的字樣。 4） 運(yùn)行：當(dāng)開停機(jī)時(shí)間設(shè)置好以后，進(jìn)入 “運(yùn)行 ”的界面（分兩行顯示：第一行，顯示當(dāng)前的實(shí)時(shí)時(shí)間；第二行，顯示開停機(jī)標(biāo)志 “開 ”或 “停 ”以及 “返回 ”字樣，選擇條在 “返回 ”上），當(dāng)設(shè)定的開機(jī)時(shí)間未到時(shí)，開停機(jī)標(biāo)志顯示的是 “停 ”，設(shè)定的時(shí)段開機(jī)時(shí)間到時(shí)，開停機(jī)標(biāo)志變?yōu)?“開 ”，與此同時(shí)，控制輸出部分繼電器動(dòng)作，發(fā)光二極管亮，而所設(shè)定的該時(shí)段停機(jī)時(shí)間到時(shí)，開停機(jī)標(biāo)志又變?yōu)?“停 ”，直到下一時(shí)段的開機(jī)時(shí)間到時(shí)才會(huì)變化，與此同時(shí)，發(fā)光二極管滅。 1212MHZ30pFC1 30pFC222uFC3VCC1KRX12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18DS1302VCC3V1215pFC415pFC5R2R3R1K1K2K310KR4D 4148510R5LED0VCCEA/VPP31XTAL119XTAL218RST9P(RD)17P(WR)16P(INT0)12P(INT1)13P(T0)14P(T1)15P(T2)1P(T2EX)2P3P4P5P(MOSI)6P(MISO)7P(SCK)8(AD0)P39(AD1)P38(AD2)P37(AD3)P36(AD4)P35(AD5)P34(AD6)P33(AD7)P32(A8)P21(A9)P22(A10)P23(A11)P24(A12)P25(A13)P
。 5）返回：在功能選擇界面選擇 “返回 ”，系統(tǒng)會(huì)返回到數(shù)字鐘 的顯示界面。 3）取消設(shè)置：在功能選擇界面下選擇 “取消設(shè)置 ”，按下 OK 鍵進(jìn)入（分兩行顯示：第一行， “3 取消設(shè)置 ”；第二行， “01組 已設(shè)置 ”，此時(shí)選擇條在第二行），按 MOV鍵選擇要重設(shè)時(shí)間的