【正文】 圖 啟動(dòng)屏幕(2)工作界面Proteus ISIS 的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 界面，如圖 42 所示。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟28件。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動(dòng)態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。若在下面的狀態(tài)窗中有錯(cuò)誤提示，就需要再次編輯、修改源程序（如語法、字符有錯(cuò)等）、保存、構(gòu)造所有。圖 新建文件25寫完后再檢查一下，并保存文件，保存文件時(shí)，其文件名最好與前面建立的工程名相同（當(dāng)然這里為 Test 了），其擴(kuò)展名必須為 .Asm ！“文件名”中一定要寫全，如： ；保存后的文檔彩色語法會(huì)起作用，將關(guān)鍵字實(shí)行彩色顯示,如圖 所示：圖 保存文檔保存了 Asm 文件后，還要將其添加到工程中。keil C51 的使用： 點(diǎn)擊桌面快捷圖標(biāo)，如圖 所示，可以直接進(jìn)入主畫面：在 Keil 系統(tǒng)中，每做個(gè)獨(dú)立的程序，都視為工程（或者叫項(xiàng)目）。各個(gè)部分的功能后再把它們綜合到一個(gè)主程序中去，在偉福 W6000 中調(diào)試通過后再把它用 Keil uVision2軟件把程序生成 hex 格式最后到 Protues 中仿真。b. DS18B20測(cè)溫模塊包括 DS18B20 的初始化子程序、DS18B20 數(shù)據(jù)處理子程序、讀出溫度值的子程序、DS18B20 復(fù)位子程序、寫 DS18B20 的 1 位字節(jié)子程序、讀 DS18B20 的1 個(gè)字節(jié)子程序。圖 時(shí)鐘芯片與單片機(jī)的連接 溫度采集模塊設(shè)計(jì)如圖 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(cè)量精度高，電路連接簡(jiǎn)單特點(diǎn)，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸， 與 DS18B20 的 I/O 口連接加一個(gè)上拉電阻,Vcc 接電源,Vss 接地。如果在傳送過程中RSTS 置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。(3)DM162 液晶顯示模塊可以和單片機(jī) AT89C52 直接接口，電路如圖 所示：圖 接口電路液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。指令 8：DDRAM 地址設(shè)置。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 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(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫)、FFH(讀)。然后才能進(jìn)行讀寫操作。由波形可以看出，無論是從DS1302 中讀一個(gè)數(shù)據(jù)，還是寫一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到 DS1302 中，都要先寫一個(gè)命令字到 DS1302 中。DS1302 的控制字如表 所示?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出的。●實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有能計(jì)算 2100 年之前的秒、分、時(shí)、日、日期、星期、月、年的能力還有閏年調(diào)整的能力●318 位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ) RAM●串行 I/O 口方式使得管腳數(shù)量 最少●寬范圍工作電壓 ～ ●工作電流 時(shí),小于 300nA●讀/寫時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時(shí)有兩 種傳送方式單字節(jié)傳送和多字 圖 DS1302的封裝及引腳功能節(jié)傳送字符組方式●8 腳 DIP 封裝或可選的 8 腳 SOIC 封裝根據(jù)表面裝配,如圖 所示●簡(jiǎn)單 3 線接口●與 TTL 兼容 Vcc = 5V●可選工業(yè)級(jí)溫度范圍40 ℃+85℃（2）時(shí)鐘芯片 DS1302的工作原理DS1302 在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把 SCLK 端置 “0”，接著把 RST 端置“1” ，最后才給予 SCLK 脈沖；表 為 DS1302 的控制字，此控制字的位 7 必須置 1，若為 0 則不能把對(duì) DS1302 進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。由表 可見，DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。第 5 個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。如：0550H 為+85 攝式度，0191H為 攝式度,FC90H 為55 攝式度。 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖64 位 ROM 的結(jié)構(gòu)開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20 可以采用一線進(jìn)行通信的原因。另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測(cè)量。DSl8B20 的引腳如圖 所示。DSl8B20 中還有用于存儲(chǔ)測(cè)得的溫度值的兩個(gè) 8 位存貯器 RAM，編號(hào)為 0 號(hào)和1 號(hào)。每一個(gè) DSl8B20 包括一個(gè)唯一的 64 位長(zhǎng)的序號(hào)，該序號(hào)值存放在 DSl8B20 內(nèi)部的 ROM(只讀存貯器)中。DSl8B20 的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源?？臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件4復(fù)位。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。圖 　總體設(shè)計(jì)方框圖AT89S52主控制器DS1302 時(shí)鐘芯片DS18B20 溫度傳感復(fù)位按鍵LCD 顯示器鍵盤12MHz 晶振振蕩33 設(shè)計(jì)原理與分析 本次設(shè)計(jì)的萬年歷系統(tǒng)主要包括單片機(jī)主控制器、溫度傳感器芯片、時(shí)鐘芯片 DS1302 芯片、16*2LCD 顯示芯片。同樣，單片機(jī)通過單總線與它通訊，可以處理 9～12 位的溫度數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。對(duì)于方案 2：?jiǎn)纹瑱C(jī)不用去產(chǎn)生時(shí)鐘的數(shù)據(jù)，時(shí)鐘的數(shù)據(jù)由 DS1302 獨(dú)立產(chǎn)生，并寄存在其內(nèi)部的寄存器上，單片機(jī)可以通過三總線與它通訊，不僅可以對(duì)它進(jìn)行讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)，還可以對(duì)它進(jìn)行編程，設(shè)置它的工作模式。在顯示電路上，采用 16*2 的 LCD 顯示。在顯示電路上，采用數(shù)碼管就可以將年月日星期時(shí)分秒和室內(nèi)溫度顯示出來方案 2：萬年歷時(shí)鐘采用單片機(jī)控制 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，能達(dá)到走時(shí)準(zhǔn)確且掉電不丟失數(shù)據(jù)的。12 總體設(shè)計(jì)方案用 AT89S52 處理產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘數(shù)據(jù)或者讀取外部時(shí)鐘數(shù)據(jù)和采集外部傳感器的信息進(jìn)行處理，并暫時(shí)寄存在其內(nèi)部的儲(chǔ)存器中，再通過單片機(jī)調(diào)用內(nèi)部RAM 的數(shù)據(jù)并送到 LCD 或者 LED 數(shù)碼管上顯示出來。本文首先描述系統(tǒng)硬件工作原理，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。但是考慮到用單片機(jī)配合時(shí)鐘芯片，可制成功能任意的電子鐘，而且可以做到硬件簡(jiǎn)單、成本低廉。，分，秒. 數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，廣泛用于個(gè)人家庭，車站， 碼頭辦公室等公共場(chǎng)所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?，由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。0具有溫度指示的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)方案1 緒論隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，給人類生活帶來了根本性的改變。而且在萬年歷的基礎(chǔ)上還可以擴(kuò)展其它的實(shí)用功能，比如溫度計(jì)。市場(chǎng)上有許多電子鐘的專用芯片如：LM8363 、LM8365 等，但它們功能單一，電路連接復(fù)雜，不便于調(diào)試制作。本方案設(shè)計(jì)出的數(shù)字鐘可以顯示時(shí)間、設(shè)置鬧鈴功能之外。本設(shè)計(jì)中我重點(diǎn)研究實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)+時(shí)鐘芯片這種模式的萬年歷，從原理上對(duì)單片機(jī)和時(shí)鐘芯片有了深一步的認(rèn)識(shí)，這些基本功能完成后，在軟件基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示。對(duì)于測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。DS18B20 通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接受信息，因此在單片機(jī)與 DS18B20 之間僅需一條連接（加上地線） 。在顯示電路上，采用 LED 數(shù)碼的話要用到單片機(jī)的許多 I/O 口，甚至 I/O 不夠用，還需要接上其它芯片大量擴(kuò)展 I/O 口，這是一個(gè)弊處?；谕瑯拥脑?，DS18B20 也是一個(gè)獨(dú)立的傳感器，只要單片機(jī)配置它的工作狀態(tài)后它就可以獨(dú)立工作，內(nèi)部已經(jīng)把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并把數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存在其內(nèi)部的寄存中。 總體設(shè)計(jì)方框圖 總體的方框圖如圖 所示，控制器采用單片機(jī) AT89S52，溫度傳感器采用DS18B20，用 16*2 的 LCD 液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒、溫度的顯示。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。空閑模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 此外,AT89S52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。信息經(jīng)過單線接口送入 DSl8B20 或從 DSl8B20 送出，因此從主機(jī) CPU 到 DSl8B20僅需一條線( 和地線 )。DSl8B20 的測(cè)量范圍從55 攝式度到 +125 攝式度，增量值為 攝式度，可在 l s(典型值) 內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。最后 8 位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))碼。將存貯器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并除以 2 就得到被測(cè)溫度值(55 攝式度 125 攝式度) 。(2) DS18B20的測(cè)溫原理器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大致被測(cè)溫度值。DS18B20 采用 3 腳 PR－35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。如：00AAH 為+85 攝式度,0032H 為 25攝式度，F(xiàn)F92H 為 55 攝式度 表 18B20用 9位的溫度存儲(chǔ)方式DS18B20 用 12 位存貯溫值度，最高位為符號(hào)位，如表 為 DS18B20的溫度存儲(chǔ)方式，負(fù)溫度 S=1，正溫度 S=0。頭 2 個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第 3 和第 4 字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。低 5 位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶要去改動(dòng)，R1 和 R0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率。第 9 字節(jié)讀出前面所有 8 字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)符號(hào)位 S＝0 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位 S＝1 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值；表 為部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)：表 部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)溫度/℃ 二進(jìn)制表示 十六進(jìn)制表示+125 0000 0111 1101 0000 07D0H+85 0000 0101 0101 0000 0550H+ 0000 0001 1001 0000 0191H+ 0000 0000 1010 0001 00A2H+ 0000 0000 0000 0010 0008H0 0000 0000 0000 1000 0000HR0R1000101119101112分 辨 率 /位 溫 度 最 大 轉(zhuǎn) 向 時(shí) 間 /ms375750....8 1111 1111 1111 0000 FFF8H 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH55 1111 1100 1001 0000 FC90H 時(shí)鐘芯片 DS1302 (1)時(shí)鐘芯片 DS1302的性能DS1302 是 DALLAS 公司