【正文】 加電瞬間電容通過充電來實現(xiàn)的，其電路如圖 所示。 復(fù)位電路雖然簡單，但其作用非常重要。通常單片機可通過內(nèi)部振蕩或外部振蕩兩種方式得到系統(tǒng)時鐘信號。確定的單片機 4 個周期分別是：（ fosc 為晶體振蕩器的頻率） 振蕩周期 =1/fosc； 狀態(tài)周期 =2/fosc； 機器周期 =12/fosc； 指令周期 =(1～ 4)機器周期 圖 系統(tǒng)時鐘電路 而 AT89C2051 的管腳功能與特性， AT89C52 都具有，這里不予介紹。它在工業(yè)控制及儀器儀表中 有廣泛用途。 DS12887 結(jié)構(gòu)和特點 為了更好的了解這款時鐘芯片，并應(yīng)用到設(shè)計中去，簡要介紹 DS12887 時南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 12 鐘芯片的主要技術(shù)特點，如下： （ 1）內(nèi)含一個鋰電池 ,斷電后運行十年以上不丟失數(shù)據(jù)。 （ 5） Motorola 和 Intel 總線時序選擇。 DS12887 的管腳說明 AD0~AD7 為地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用總線。 AS 為地址鎖存允許端。 IRQ 為中斷請求輸出端。 GND、 VCC：直流 電 源，其中 VCC 接 +5V 輸 入， GND 接地， 當(dāng) VCC 輸 入 為 +5V時 ，用 戶 可以 訪問 DS12887 內(nèi) RAM 中的 數(shù) 據(jù)，并可 對 其 進 行 讀 、 寫 操作； 當(dāng) VCC的 輸 入小于 + 時 ，禁止用 戶對內(nèi) 部 RAM 進 行 讀 、 寫 操作，此 時 用 戶 不能正確獲 取芯 片內(nèi) 的 時間 信息； 當(dāng) VCC 的 輸 入小于 +3V 時 ， DS12887 會 自 動將電 源 發(fā)換 到 內(nèi) 部自 帶 的 鋰電 池上，以保 證內(nèi) 部的 電 路能 夠 正常工作。 AD0～ AD7：復(fù)用地址 數(shù) 據(jù) 總線 ， 該總線 采用 時 分復(fù)用技 術(shù) ，在 總線 周期的前半部分，出 現(xiàn) 在 AD0～ AD7 上的是地址信息，可用以 選 通 DS12887 內(nèi) 的 RAM，總線 周期的后半部分出 現(xiàn) 在 AD0～ AD7上的 數(shù) 據(jù)信息。在 寫 操作中， DS 的下降沿 將使總線AD0～ AD7 上的 數(shù) 據(jù)， 鎖 存在 DS12887 中； 當(dāng) MOT 接 GND 時 ， 選用 Intel 工作模式，在 該 模式中， 該 引 腳 是 讀允許輸 入 腳 ，即 Read Enable。 IRQ：中 斷請 求 輸 入，低 電平 有效， 該 引 腳 有效 對 DS12887 內(nèi) 的 時鐘 、日 歷和 RAM 中 的 內(nèi) 容 沒 有任何影 響 ， 僅對內(nèi) 部的控制寄存器有影 響 ，在典型的 應(yīng) 用中， RESET 可以直接與 VCC 連接， 這樣 可以保 證 DS12887 在掉 電時 ， 內(nèi) 部控制寄存器不受影 響 。 地址 功能 取值范圍（十進制數(shù)） 取值范圍（二進制數(shù)） 取值范圍（ BCD碼） 0 秒 0～ 59 00～ 3B 00～ 59 1 秒鬧鈴 0～ 59 00～ 3B 00～ 59 2 分 0～ 59 00～ 3B 00～ 59 3 分鬧鈴 0～ 59 00～ 3B 00～ 59 4 12[小 ]時模式 0～ 12 01～ 0C AM 81～ 8C PM 01～ 12 AM 81～ 92 PM 24[小 ]時模式 0～ 23 00～ 17 00～ 23 時鬧鈴，12[小 ]時制 1～ 12 01～ 0C AM 81～ 8C PM 01～ 12 AM 81～ 92 PM 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 14 5 時鬧鈴，24[小 ]時制 0～ 23 00～ 17 00～ 23 6 星期（星期天=1） 1～ 7 01～ 07 01～ 07 7 日 1～ 31 01～ 1F 01～ 31 8 月 1～ 12 01～ 0C 01～ 12 9 年 0～ 99 00～ 63 00～ 99 10 控制寄存器 A 11 控制寄存器 B 12 控制寄存器 C 13 控制寄存器 D 50 世紀(jì) 0～ 99 NA 19， 20 DS12887 與單片機的連接圖 在各種 設(shè)備、 家 電 、 儀器 、 工業(yè) 控制系 統(tǒng) 中，可以很容易地用 DS12887 來組 成 時間獲取單 元，以 實現(xiàn) 各種 時間 的 獲 取。該芯片廣泛應(yīng)用于空調(diào)、汽車、消費電子、自動控制等領(lǐng)域。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 16 SHT11的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)和工作原理 溫濕度傳感器 SHT11 將溫度感測、濕度感測、信號變換、 A／ D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個芯片上，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。此外，SHT11 內(nèi)部還集成了一個加熱元件，加熱元件接通后可以將 SHT11 的溫度升高5℃ 左右，同時功耗也會有所增加。 圖 SHT11內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 微處理器是通過二線串行數(shù)字接口與 SHT11 進行通信的。 硬件設(shè)計 SHT11 通過二線數(shù)字串行接口來訪問，所以硬件接口電路非常簡單。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。其中包括七個細(xì)長條形的 LED及小數(shù)點形的 LED，顯示器的每一段或每一劃都有其名稱，分別是英文小寫的 a 到 f，以及小數(shù)點dp（ DECIMAL POINT）。如果是單個的數(shù)碼管，七段顯示器是直接點亮的，亦即用 8 位去推動一個七段顯示器。 8 位并行輸出門輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符，其段碼如表 所示。首先介紹靜態(tài)顯示方法。這樣單片機只要把顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，該字段就可以顯示發(fā)送的字形。 CPU 向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器接口接收到相南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 19 同的字形碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于 COM 端，而這一端是有 I/O 控制的，由單片機決定何時顯示哪一位了。 由于本設(shè)計除顯示年月日、時分秒最重要的還需要顯示車前、車頂、和車內(nèi)的溫度及濕度，而 SHT11 測量溫濕度大約需要 80ms，如果顯示電路采用動態(tài)顯示方式，會出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象。 移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。 8位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關(guān)斷狀態(tài) ,三態(tài) [13]。: 級聯(lián)輸出端。通常我將它接 Vcc SCK(11 腳 )：上升沿時數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。我通常都選微秒級），更新顯示數(shù)據(jù)。 顯示電路與單片機的連接 LED 顯示電路的連接圖如圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 21 圖 顯示電路圖 鍵盤控制電路的設(shè)計 該設(shè)計需要校對和修改時間，所以只需要四個鍵盤，這里采用獨立式按鍵，分別負(fù)責(zé)移動光標(biāo)到時分秒、加一、減一、進入調(diào)時狀態(tài)。 電源電路的設(shè)計 由于 AT89C52的 時鐘頻 率 為 ，工作 電壓 范圍是 ，最大工作電壓為 ，所以在 設(shè)計 中考 慮 到交直 流兩 用的要求和三端 穩(wěn)壓電 路 選用的方便 ， 選擇 工作 電壓 5V。同 時 考 慮 到 功耗問題，此壓 差又不宜太大，太 大則 增加 7805 本身的功 率消耗，增加芯片的 溫 升，不利于 安全。 系統(tǒng)總體硬件設(shè)計原理圖見附錄 A 圖 按鍵電路 圖 電源電路 1234C11 0 0 u FC31 0 0 u F~9~ 2 2 0C21 0 4C41 0 4V in1GND2+ 5 V3U5L M 7 8 0 5 C T5V南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 23 第四章 Protel99SE 軟件簡介 因為本設(shè)計是針對溫濕度及實時時鐘的硬件設(shè)計，所以需要進行電路圖的繪制，繪制所需要的軟件選用 Protel99SE，下面對 Protel99SE 軟件進行簡單介紹 [14]。 Protel99 SE 共分 5 個模塊，分別是原理圖設(shè)計、 PCB 設(shè)計（包含信號完整性分析）、自動布線器、原理圖混合信號仿真、 PLD 設(shè)計。 Protel99SE 原理圖編輯 原理圖繪制大致可以按照如下步驟進行，根據(jù)實際情況可以進行適當(dāng)調(diào)整。選中所需元件庫，該元件庫中的元件將出現(xiàn)在瀏覽器下方的元件列表中，雙擊元件名稱或單擊元件名稱后按 Place 。 新建原理圖文件 首先進入 Protel99SE，執(zhí)行菜單“ File”→“ New”建立一個新的設(shè)計數(shù)據(jù)庫，然后雙擊 Documents 圖標(biāo)，執(zhí)行執(zhí)行菜單“ File”→“ New”，南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 25 彈出 New Document 對話框，選擇 文件 ,創(chuàng)建一個原理圖文件。 印刷電路板的步驟 印刷電路板的設(shè)計一般包括 3 個基本步驟：原理圖設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)表生成， PCB的設(shè)計。因而今天的 Protel 最新產(chǎn)品已不是單純的PCB（印制電路板）設(shè)計工具，而是一個系統(tǒng)工具，覆蓋了以 PCB 為核心的整個物理設(shè)計。 當(dāng) 交流 電 源失 電 或失效 時 ， 電壓為 6V 的直流 電 源 (電 池 組 或蓄 電 池 )通 過 二極管的 導(dǎo) 通 電壓 降 約為，因此 滿 足系 統(tǒng) 的 電 源要求 [5]。按照很多 開發(fā) 者的 經(jīng)驗 ， ST 公司的 7805 三端 穩(wěn)壓塊 能接 近標(biāo)稱 值。獨立式按鍵的優(yōu)點是電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。如果 單片機 的引腳不緊張，用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。 RCK(12 腳 )：上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿時存儲寄存器數(shù)據(jù)不變。 SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。 :串行輸出口，其應(yīng)該接 SPI 總線的 MISO 接口 STcp :存儲寄存器的時鐘脈沖輸入口 SHcp :移位寄存器 的時鐘脈沖輸入口 OE :輸出使能端 MR :芯片復(fù)位端 Ds :串行數(shù)據(jù)輸入端 74HC595 在設(shè)計中與單片機的使用方法 74LS595 的數(shù)據(jù)端： QAQH: 八位并行輸出端，可以直接控制數(shù)碼管的 8 個段。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲寄存器早一個脈沖。 74HC595 的概述 74HC595 是硅結(jié)構(gòu)的 CMOS 器件， 兼容低電壓 TTL 電路，遵守 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮?xí)r間極為短暫，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)， 給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)[7]。 另一種方法是動態(tài)掃描顯示。靜態(tài)顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用的 CUP 時間少。共陽極與共陰極的段選碼義為補數(shù)。 七段顯示塊與單片機接口非常容易。在近年來，由于生產(chǎn)器件的工藝的進步，也出現(xiàn)了十六段碼 LED 顯示器和點陣式單色和雙色顯示器，這些 LED 顯木器被廣泛應(yīng)用于電梯、大屏幕LED 顯示器、公共汽車報站器、車站車次顯示等領(lǐng)域，特別是點陣式雙色顯示器的出現(xiàn)，極大的方便了漢字的顯示和圖形顯示，為其在網(wǎng)民經(jīng)濟的領(lǐng)域的應(yīng)南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 18 用拓寬了道路。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮；共陽極 LED 顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接。硬件連接如圖 所示 [12]。微處理器對 SHT11 的控制是通過 5 個 5 位命令代碼來實現(xiàn)的，命令代碼的含義如 下 表 所列。在高濕 (95％ RH)環(huán)境中，加熱傳感器可預(yù)防傳感器結(jié)露，同時縮短響應(yīng)時間，提高精度。這兩個敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號首先進入微弱信號放大器進行放大；然后進入一個 14 位的 A／ D 轉(zhuǎn)換器；最后經(jīng)過二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號。 SHT11的引腳功能 SHT11 溫濕度傳感器采用 SMD(LCC)表面貼片封裝形式，接口非常簡單，引腳名稱及排列順序如圖 所示。 圖 ds12887與單片機的連接圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 15 SHT11 溫濕度傳感器的概述 SHT11 是瑞士 Sensirion 公司生產(chǎn)的一款數(shù)字式溫濕度傳感器。其中 4個單元用作控制寄存器， 10 個單元用作存放時鐘字節(jié)， 114 字節(jié)為通用 RAM。此 時 ， 該 引 腳 的作用是 區(qū) 分 進 行的是 讀 操 作還 是 寫 操作，當(dāng) R/W 為 高 電平時為讀 操作， R/W 為 低 電平時為寫 操作； 當(dāng) MOT 接 GND 時 ， 該管 腳 工作在 Intel 模式，此 時該 引腳作 為寫允許輸 入，即 Write Enable。 DS/RD： 數(shù) 據(jù) 選擇 或 讀輸 入 腳 ， 該 引 腳有兩 種工作模式， 當(dāng) MOT 接 VCC 時 ，選用 Motorola 工作模式，在 這 種工作模式中，每 個總線 周期的后一部分的 DS為 高 電平 ，被 稱為資 料 選 通。本文主要 討論 Intel 模式。 Vcc 為 +5V電源。 DS 在 INTEL 總線下作為讀。 MOT 為總線模式選擇（ MOTOROLA/INTEL），當(dāng)此腳接到 Vcc 時，選用的是 MOTOROLA 總線時序，當(dāng)它接地或不接時，選用的是 INTEL 總線時序。 （