【正文】 ND為電源地；VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地） 【2】 。表 1 DS12887 內(nèi)部 RAM 和各專用寄存器地址： 溫度采集模塊DS18B20 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器是 DALLAS 最新單線數(shù)字溫度傳感器，測(cè)量溫度范圍為 55℃～+125℃，在10～+85℃ 范圍內(nèi),精度為177。另外一個(gè)功能是檢查三個(gè)時(shí)、分、秒報(bào)警時(shí)標(biāo)寄存器的內(nèi)容是否與對(duì)應(yīng)時(shí)標(biāo)寄存器的內(nèi)容相符，如果相符則寄存器 C 中的 AF 位置“1” 。DS12C887 處于正常工作狀態(tài)時(shí)，每秒鐘將產(chǎn)生一個(gè)更新周期，芯片處于更新周期的標(biāo)志是寄存器 A 中的 UIP 位為“1” 【2】 。主要特性： 8031 CPU 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器(壽命：1000 寫/擦循環(huán)) 全靜態(tài)工作：0Hz24KHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 條可編程 I/O 線 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路中我們采用 DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS12C887，它具有接口簡(jiǎn)單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，而且其內(nèi)部有鋰電池，可保證其正常工作 10 年。 【2】 總體框圖如圖1:圖 1 設(shè)計(jì)總體框圖 單片機(jī) AT89C52 功能介紹AT89C52 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī) 【1】 。然后把溫度等數(shù)據(jù)通過串行通信傳輸給主單片機(jī)進(jìn)行顯示。在第一章中介紹了本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案及各個(gè)模塊的功能、特點(diǎn)、注意事項(xiàng)和軟件中用到的相關(guān)資料。如果能將溫度與電子計(jì)時(shí)裝置相融合，設(shè)計(jì)出帶有多功能的電子時(shí)鐘能給人們帶來很多方便當(dāng)溫度低于 4 度或者高于 30 度的時(shí)候發(fā)出超溫報(bào)警信號(hào)，可以讓人及時(shí)的采取相應(yīng)的措施，達(dá)到最適合的溫度,設(shè)計(jì)中采用的時(shí)鐘芯片可以在無外界電源供電的情況下長(zhǎng)時(shí)間待機(jī),僅靠芯片內(nèi)部的鋰電池供電。他具有美觀、易懂、等一些傳統(tǒng)機(jī)械鐘沒有的特性，為了更好的為人類的生活和生產(chǎn)服務(wù)，因此相應(yīng)的多功能電子萬年歷的開發(fā)迫在眉睫而且可以搶占市場(chǎng)先機(jī)。萬年歷在日常生活中隨處可見，由其在家庭中的應(yīng)用最為廣泛。單片機(jī)已逐漸成為科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要工具，并在各個(gè)領(lǐng)域里發(fā)展著它的巨大作用。系統(tǒng)通過 LED 顯示數(shù)據(jù)，所以具有人性化的操作和美觀的頁(yè)面效果。本設(shè)計(jì)首先描述系統(tǒng)總體模塊工作原理，并附以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖加以說明，著重介紹了本系統(tǒng)所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個(gè)接口模塊的功能及工作過程,其次，詳細(xì)闡述了程序的各個(gè)模塊和實(shí)現(xiàn)過程。東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要I摘 要在電子技術(shù)迅速發(fā)展的今天，尤其是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，給人類生活帶來了根本性的改變。本設(shè)計(jì)以數(shù)字集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)，單片機(jī)技術(shù)為核心?？梢燥@示時(shí)間、星期、溫度、超溫報(bào)警功能。單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。它能使人們更方便快捷的查閱信息。因此本設(shè)計(jì)將用以 89C52 為主芯片 【1】 ，設(shè)計(jì)出具有：日期時(shí)間，溫度、星期、溫度、超溫報(bào)警等功能的電子時(shí)鐘系統(tǒng)，并可以根據(jù)不同的時(shí)區(qū)或者個(gè)人需要調(diào)節(jié)的電子萬年歷的時(shí)間，顯示當(dāng)前的環(huán)境溫度，如果溫度過高或者過低可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)，還要做到有較為全面的信息輸出和友好的界面效果。帶有溫度顯示功能的電子萬年歷又一次將現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮到了極至，它是現(xiàn)代電子高速發(fā)展形勢(shì)下必然的產(chǎn)物，給人類的生產(chǎn)生活個(gè)方面都帶來了極大的便利，無機(jī)械裝置,節(jié)省了電能。在第二章中對(duì)各個(gè)軟件模塊進(jìn)行詳細(xì)的描述，同時(shí)對(duì)各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析和流程圖的介紹，并編寫相應(yīng)模塊的子程序。根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案，硬件電路結(jié)構(gòu)由 9 個(gè)部分組成：晶振電路、復(fù)位電路、鍵盤電路、電源電路、實(shí)現(xiàn)溫度電路路、時(shí)鐘電路、顯示共陰極驅(qū)動(dòng)電路、LED 顯示電路和超溫報(bào)警電路。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容?？梢酝ㄟ^CPU 讀取 DS12C887 的內(nèi)部時(shí)標(biāo)寄存器得到當(dāng)前的時(shí)間和日歷，也可通過選擇二進(jìn)制碼或 BCD 碼初始化芯片的 10 個(gè)時(shí)標(biāo)寄存器。 在更新周期內(nèi)，芯片內(nèi)部時(shí)標(biāo)寄存器數(shù)據(jù)處于更新階段，故在該周期內(nèi)，微處理器不能讀芯片時(shí)標(biāo)寄存器的內(nèi)容，否則將得到不確定數(shù)據(jù)。如果報(bào)警時(shí)標(biāo)寄存器的內(nèi)容為 C0H 到 FFH 之間的數(shù)據(jù)，則為不關(guān)心狀態(tài)?！妗S18B20 使用中注意事項(xiàng)① 較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于 DS18B20 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì) DS1820 進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)溫結(jié)果。地址單元 用途 地址單元 用途地址 00H 秒 地址 01H 秒鬧地址 02H 分 地址 03H 分鬧地址 04H 時(shí) 地址 05H 時(shí)鬧地址 06H 星期 地址 07H 日（兩位數(shù)）地址 08H 月（兩位數(shù)） 地址 09H 年（兩位數(shù)）地址 0AH 寄存器 A 地址 0BH 寄存器 B地址 0CH 寄存器 C 地址 0CH 寄存器 D東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)6 顯示器接口模塊電子萬年歷的顯示器由 17 位 LED 共陰極數(shù)碼管組成，從左至右依次顯示年、月、日、時(shí)、分、秒、星期、溫度信息。本系統(tǒng)采用獨(dú)立式鍵盤電路，共有 5 個(gè)按鍵分別控制選擇，確定，加 1，減 1和復(fù)位功能，其中復(fù)位按鍵是上電加按鍵復(fù)位模式，每次上電及按下復(fù)位鍵都能將主芯片復(fù)位，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0～R7）的狀態(tài)。鍵盤電路有上拉電阻保證按鍵斷開時(shí)檢測(cè)線上有穩(wěn)定的高電平，當(dāng)某一按鍵被按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的檢測(cè)線就變成低電平，而其他的相對(duì)應(yīng)的仍為高電平，從而有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，獨(dú)立，容易識(shí)別，沒有組成大型鍵盤而占用較多的檢測(cè)線麻煩。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。此外，C 語(yǔ)言程序具有完整的程序模塊結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法提供了有力的保障。而匯編語(yǔ)言,一條指令就對(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)器碼,每一步執(zhí)行什幺動(dòng)作都很清楚,并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制,調(diào)試起來也比較方便，所以我們?cè)诖擞脜R編語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)。動(dòng)態(tài)掃描主要用于數(shù)碼管比較多的情況，在不增加驅(qū)動(dòng)芯片的情況下，吧編寫相應(yīng)的動(dòng)態(tài)掃描程序來達(dá)到正常顯示的目的。東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件設(shè)計(jì)83．軟件設(shè)計(jì)采用主從單片機(jī)系統(tǒng)，從系統(tǒng)對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，然后以串行通信傳送到上位機(jī)，然后進(jìn)入下一輪檢測(cè)。主程序的流程圖如圖 2 所示:圖 2 主程序流程圖各端口地址定義讀溫度和時(shí)鐘芯片數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)結(jié)果初始化溫度 時(shí)鐘芯片調(diào)用鍵盤子程開始東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件設(shè)計(jì)9 時(shí)鐘芯片初始化流程圖及程序 DS12C887 初始化方法 ① DS12C887 各寄存器簡(jiǎn)介寄存器 A 寄存器 A 各位不受復(fù)位的影響，UIP 位為只讀位，其它各位均可讀寫，寄存器的控制字的格式如表 2 所列。 DV0、DVDV2：芯片內(nèi)部振蕩器 RTC 控制位。 【6】 RSRS2 、RS1 、RS0：周期中斷可編程方波輸出速率選擇位。 表 3 DS12887 控制寄存器 A 輸出速率選擇位定義 ：寄存器 A 輸出速率選擇位 32768Hz 時(shí)基RS3 RS2 RS1 RS0 中斷周期 SQWF 輸出頻率0 0 0 0 無 無0 0 0 1 256Hz0 0 1 0 128Hz0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 512Hz1 0 0 0 256Hz1 0 0 1 128Hz1 0 1 0 64Hz1 0 1 1 32Hz東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件設(shè)計(jì)10續(xù)表 3寄存器 A 輸出速率選擇位 32768Hz 時(shí)基RS3 RS2 RS1 RS0 中斷周期 SQWF 輸出頻率1 1 0 0 16Hz1 1 0 1 125ms 8Hz1 1 1 0 250ms 4Hz1 1 1 1 500ms 2Hz② 寄存器 B 寄存器 B 允許讀寫，主要用于控制芯片的工作狀態(tài)。各位為“1”時(shí)，允許芯片發(fā)相應(yīng)的中斷。DM=“0”時(shí)，為十進(jìn)制 BCD 碼；DM=“1”時(shí)，為二進(jìn)制碼。DSE=“1”時(shí)，夏時(shí)制設(shè)置有效，夏時(shí)制結(jié)束可自動(dòng)刷新恢復(fù)時(shí)間；DSE=“0” ，無效。初始化時(shí)，首先應(yīng)禁止芯片內(nèi)部的更新周期操作，先將 DS12C887 狀態(tài)寄存器 B 中的SET 位置“1”，然后初始化 00H～09H 時(shí)標(biāo)參數(shù)寄存器和狀態(tài)寄存器 A，此后再通過東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件設(shè)計(jì)11讀狀態(tài)寄存器 C，清除寄存器 C 中的周期中斷標(biāo)志位 PF，報(bào)警中斷標(biāo)志位 AF，更新周期結(jié)束中斷標(biāo)志位 UF。表 6 DS12887 控制寄存器 D 的控制字的格式BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0VRT 0 0 0 0 0 0 0DS12887 控制寄存器 D 各布爾位定義 VRT 位：芯片內(nèi)部 RAM 與寄存器內(nèi)容有效標(biāo)志位。 DS12C887 的編程時(shí)鐘計(jì)時(shí)我們采用自動(dòng)更新方式，每更新一次讀取一次時(shí)標(biāo)寄存器，DS12C887狀態(tài)寄存器的參數(shù)設(shè)置如下：狀態(tài)寄存器 A 置為 20H，它表示采用的時(shí)鐘頻率為(00100000),禁止腳 SQW 輸出。秒時(shí)標(biāo)單元 INC DPTR MOV A,0FFH。 讀時(shí)鐘 DS12C887 芯片子程序 讀時(shí)鐘子程序用于完成對(duì)完成對(duì)從年到秒各記時(shí)段的讀數(shù)操作，它共包括以下三項(xiàng)內(nèi)容： 【6】①　由于每位 LED 顯示器短員對(duì)應(yīng)一個(gè) 8 位的緩沖單元，因此由兩位 BCD 碼表示的時(shí)間值各占用一個(gè)緩沖單元，且只占其低 4 位。讀時(shí)鐘數(shù)據(jù)程序流程圖如圖 4 所示：東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件設(shè)計(jì)15YN讀時(shí)鐘時(shí)間寄存器中數(shù)據(jù)R0=數(shù)據(jù)首址，R1=顯緩首址高低字節(jié)交換分別送高低字節(jié)取段碼送顯緩區(qū)星期數(shù)據(jù)送顯緩R0=？星期地址取時(shí)分秒數(shù)據(jù)R1+1高低字節(jié)交換高低字節(jié)取段碼送顯緩區(qū)R0=？標(biāo)志地址NY開 p3 口取年月日數(shù)據(jù)開始返回圖 4 讀時(shí)鐘數(shù)據(jù)程序流程圖 溫度傳感器 DS18B20 程序初始化及流程圖 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM 和一個(gè)非易失性的可電擦除的 E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。 DS18B20 溫度傳感器的存儲(chǔ)器DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM 和一個(gè)非易失性的可電擦除的 E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉500 微秒，然后釋放，DS18B20 收到信號(hào)后等待 16～60 微秒左右，后發(fā)出 60～240微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。在器件手冊(cè)中申明 , 每讀寫一位必須在 60μs 內(nèi)完成 , 同時(shí)間隔 1μs 的恢復(fù)時(shí)間 【8】 。用于保存讀出溫度的高 8 位FLAG1 EQU 38H。TTT:LCALL GET_TEMPER。因?yàn)?12 位轉(zhuǎn)化時(shí)每一位的精度為 ℃,我們不要求顯示小數(shù)所以可以拋棄 29H 的低 4 位。INIT_1820: 這是 DS18B20 復(fù)位初始化子程序 超溫報(bào)警流程圖 超溫報(bào)警的子程序嵌套在讀取溫度子程序內(nèi)部，將讀取溫度的結(jié)果與 30 和 4進(jìn)行比較；若當(dāng)前溫度4℃或者30℃將開始觸發(fā)單片機(jī)的 端口,并從 輸出持續(xù)時(shí)間的高電平,送至 NE555 定時(shí)器產(chǎn)生震蕩方波信號(hào),致使喇叭產(chǎn)生一定頻率的聲音,提示報(bào)警 【9】 。為了能夠穩(wěn)定顯示時(shí)間信息，在每次送出段控碼和位控碼信息后，延時(shí) 1mS 的時(shí)間，并判斷 15 位時(shí)間位是否顯示完畢?若不滿足條件返回顯示緩存的首地址執(zhí)行，然后在滅 LED,顯示完后P3 接口清 0，和顯示緩沖地址復(fù)位為初值。 ********************* MOV P3,0FFH MOV SHIJI,20H ；賦 20 為世紀(jì)值東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）