【正文】 的要求時，可以不接外部電源，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。要使數(shù)碼管正常顯示就得有驅(qū)動電路驅(qū)動相應的段碼，數(shù)碼管的顯示 方式可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示方式只適合顯示單個的數(shù)字，因此本設計應采用動態(tài)顯示方式。 1602 的驅(qū)動電路帶有 11 條指令，可以方便的控制液晶的顯示 效果如：清屏、左移右移、光標顯示。因設置模塊只需編寫相應的程序外加相應的按鍵即可實現(xiàn)，實現(xiàn)方法較簡單，在此不再論述。 下面從系統(tǒng)硬件的各個組成部分一一做介紹。作為輸出口用時，每位能驅(qū)動 8 個 TTL邏輯門電路，對端口寫 “ 1” 可作為高阻抗輸入端用。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 Flash 編程和程序校驗期間， P2 亦接收低高位地址和其他控制信號。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，見表 31 所示： P3 口還接收一些用于 Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 DISRT0 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。 對 Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 ? PSEN：程序存儲允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。 需要注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89C51 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 王習軍 ：基于單片機的萬年歷設計 10 圖 3 1 AT89C51 引腳圖 LCD1602液晶顯示 點陣圖形式液晶由 M N 個顯示單元組成，假設 LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8 列對應 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個點組成，屏上 6416 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。下面詳細介紹 LCD1602 字符型液晶內(nèi)部構(gòu)造和引腳功能。 此外還包括字型產(chǎn)生器，光標閃爍控制電 路，偏壓電路，時序電路等等。顯示模式設置 (初始化 )00111000[0x38]設置 16 2 顯示， 5 7 點陣， 8 位數(shù)據(jù)接口；顯示開關及光標設置：(初始化 ) 00001DCBD 顯示 (1 有效 )、 C 光標顯示 (1 有效 )、 B 光標閃爍 (1 有效 )。 COM 16 SEG 40 SEG 40 CONTROL SIGNALS 4 LCD CONTROLLER LSI 16*2 LCD PANEL BACK LIGHT SEGMENT DRIVER 王習軍 ：基于單片機的萬年歷設計 12 LCD1602 電路圖如圖 33 所示，其中 D0D7 接 RP1（圖中未標出）， RP1 為 8*10k歐姆的排阻作為 P0 口的上拉電阻， LCD1 為 1602 液晶顯示器件，左邊的 SIP16 封裝接口與液晶對應，液晶的 6 腳與單片機相連作為控制信號， 7－ 14 腳與單片機 P0口相連作為數(shù)據(jù)信號傳送。工作電壓寬達 ～ 。 安徽工程大學畢業(yè)設計（ 論文） 13 3 X X2 是外接晶振腳 （ ） 地（ GND） CE/RST：復位腳 I/O：數(shù)據(jù)輸入輸出口； SCLK：串行時鐘，輸入； Vcc1：備用電池端； DS1302 有關日歷 時間的寄存器 表 3 3 DS1302 有關日歷時間的寄存器 讀寄存器 寫寄存器 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 范圍 81h 80h CH 10 秒 10 秒 10 秒 秒 秒 秒 秒 0059 83h 82h 10 分 10 分 10 分 分 分 分 分 0059 85h 84h 12/24 0 10 時 時 時 時 時 112 023 AM/PM 87h 86h 0 0 10 日 10 日 日 日 日 日 131 89h 88h 0 0 0 10 月 月 月 月 月 112 8Bh 8Ah 0 0 0 0 0 周日 周日 周日 17 8Dh 8Ch 10 年 10 年 10 年 10 年 年 年 年 年 0099 8Fh 8Eh WP 0 0 0 0 0 0 0 —— 寄存器的說明如下： 秒寄存器（ 81h、 80h）的位 7 定義為時鐘暫停標志 CH。在 12 小時模式時，位 5 是 ，當為 1 時，表示 PM。當 WP 位為 1 時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。 讀數(shù)據(jù)： 讀數(shù)據(jù)時在緊跟 8 位的控制字指令后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿，讀出 DS1302的數(shù)據(jù)， 讀出的數(shù)據(jù)是從最低位到最高位。當進行一次讀寫操作時最少得讀寫兩個字節(jié)，第一個字節(jié)是控制字節(jié)，就是一個命令，告訴 DS1302 是讀還是寫操作，是對RAM 還是對 CLOK 寄存器操作，以及操作的址。 單字節(jié)讀操作的一開始寫控制字的過程和上面的單字節(jié)寫操作是一樣，但是單字節(jié)讀操作在寫控制字的最后一個位， SCLK 還在高電平時， DS1302 就將數(shù)據(jù)放到 I/O 上，單片機將 SCLK 置為低電平后數(shù)據(jù)鎖存， 單機機就可以讀取 I/O 上的數(shù)據(jù)。 DS1302 操作指令介紹 安徽工程大學畢業(yè)設計（ 論文） 15 操作說明： 1 首先要通過 8EH 將寫保護去掉，將日期，時間的初值寫時各個寄存器。 4 不斷讀取 80H－ 8CH 的值，將它們格式化后顯示到 1602LCD 液晶上 DS1302 與單片機接口電路 圖 3 6 DS1302 與單片機接口電路 DS18B20芯片介紹 DS18B20 數(shù)字溫度計是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。 ? 單總線通常要求外接一個約為 —10K 的上拉電阻，這樣，當總線閑置時其狀態(tài)為高電平。 C 范圍內(nèi)，精度為177。 圖 3 7 DS18B20 的引腳 ? 支持多點組網(wǎng)功能 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的單線上，實現(xiàn)多點測溫。 ? 負壓特性 電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。漏極開路。 安徽工程大學畢業(yè)設計（ 論文） 17 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 （ 5） DS18B20 操作步驟 DS18B20 。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8 位（地址： 28H）是產(chǎn)品類型標號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，并且每個 DS18B20 的序列號都不相同，因此它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼；最后 8 位則是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。 ? DS18B20 具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟的測溫系統(tǒng)，因此也就被設計者們所青睞。因此 ，當數(shù)據(jù)線上的時序滿足一定的要求時，可以不接外部電源，從而 使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。 C 。 單總線具有經(jīng)濟性好，抗干擾能力強，適 合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，使用方便等優(yōu)點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。 DS18B20 通過單總線實現(xiàn)與單片機的通信，每個 DS18B20 都有一個唯一的序列號，可以方便的實現(xiàn)組網(wǎng)檢測。同時也通過秒寄存器將位 7 的 CH 值改成 0，這樣 DS1302 就開始走時運了。 讀與寫操作的不同就在于，寫操作是在 SCLK 低電平時單片機將數(shù)據(jù)放到 IO 上，當 SCLK 上升沿時， DS1302 讀取。 單字節(jié)寫：在進行操作之前先得將 CE（也可說是 RST）置高電平，然后單片機將控制字的位 0 放到 I/O 上，當 I/O 的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，將 SCLK 置高電平， DS1302 檢測到SCLK 的上升沿后就將 I/O 上的數(shù)據(jù)讀取，然后單片機將 SCLK 置為低電平，再將控制字的位 1 放到 I/O 上，如此反復，將一個字節(jié)控制字的 8 個位傳給 DS1302。在控制字指令輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入也是從最低位（ 0 位）開始。 DS1302 控制字介紹 表 3 4 DS1302 控制字介紹 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD /CK /WR 控制字的最高有效位（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。 控制寄存器（ 8Fh、 8Eh）的位 7 是寫保護位（ WP），其它 7 位均置為 0。 小時寄存器（ 85h、 84h）的位 7 用于定義 DS1302 是運行于 12 小時模式還是 24 小時模式。 圖 3 4 DS1302 引腳介紹 各引腳的功能為： Vcc2： 5V電源。 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU進行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 RAM 數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)指針設置：數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H)。 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 。 顯示數(shù)據(jù)存儲器：本存儲器（ DDRAM）存儲所要顯示的數(shù)據(jù)。這就是 LCD 顯示的基本原理。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 Flash存儲器編程時，該引腳加上 +12V的變成電壓 Vpp. ? XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 ? EA/VPP：外部訪問允許。該位置后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平將使單片機復位。對 P3 口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 Flash 編程 和程序校驗期間， P1 接收低 8 位地址。 在 Flash編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時要求外接上拉電阻。 AT89C51 單片機有 40 個引腳。 王習軍 ：基于單片機的萬年歷設計 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 本系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為控制核心，通過與 DS1302 和 DS18B20 通信獲取實時時間和實時環(huán)境溫度，并將得到的數(shù)據(jù)通過 1602 液晶顯示出來，同時通過相應的按鍵調(diào)整相應的值。 綜合比較上述兩種方案，應采用 1602 液晶組成本設計的顯示模塊。 方案（ 2）： 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號安徽工程大學畢業(yè)設計（ 論文） 7 等 點陣型液晶模塊它有若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符 位都可以顯示一個字符。 綜上比較上述兩種方案，宜采用方案 （ 2） 構(gòu)成本設計的實時溫度采集模塊。 單總線具有 抗干擾能力強，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，使用方便等優(yōu)點 ，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。 綜合上述兩種方案，宜采用方案 (2)實現(xiàn)實時計時功能。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小于 31 天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。液晶顯示體積小，重量輕，輻射小，功耗低，輕便防震。 溫度檢測模塊采用的是 DALLAS 公司所生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳 感器 DS18B20，它具有 獨特的單線總線接口方式，具有接口簡單、抗干擾能力強、工作穩(wěn)定可靠、精度高、使用方便等優(yōu)點。