【正文】 與二極管相串聯(lián)的電阻值。RAM寄存器尋址空間一次排列的31字節(jié)靜態(tài)RAM可為用戶使用，備用電源位RAM提供了掉電保護(hù)功能。 環(huán)境溫度傳感器 常用溫度傳感器DS18B20簡(jiǎn)介 DS18B20是美國(guó)Dallas公司生產(chǎn)的基于單線（1wire）技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器芯片。 DS18B20詳細(xì)引腳功能描述序號(hào)名稱引腳功能描述1GND地信號(hào)2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳；開(kāi)漏單總線接口引腳；當(dāng)被用在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖配置寄存器為高速暫存存儲(chǔ)器中的第5個(gè)字節(jié)。 配置寄存器與分辨率關(guān)系表R0R1溫度計(jì)分辨率/bit最大轉(zhuǎn)換時(shí)間/ms009011010113751112750溫度信息的低位、高位字節(jié)內(nèi)容還包括了符號(hào)位S（是正溫度還是負(fù)溫度）和二進(jìn)制小數(shù)部分。TH或TL的高位直接對(duì)應(yīng)于16位溫度寄存器的符號(hào)位。 電子時(shí)鐘硬件電路設(shè)計(jì)電子鬧鐘至少要包括秒信號(hào)發(fā)生器、時(shí)間顯示電路、按鍵電路、供電電源、鬧鈴指示電路等幾部分。+5V電源的方框去掉，+3V電源改為“后備電源” 多功能電子時(shí)鐘硬件系統(tǒng)框圖鍵盤是為了完成時(shí)鐘/日歷的校對(duì)和日歷/溫度的顯示功能。當(dāng)+5V電源被切斷后，DS1302啟用+3V電源，可以保持DS1302繼續(xù)工作。該硬件電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)。 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 環(huán)境溫度采集電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中使用DS18B20溫度傳感器進(jìn)行環(huán)境溫度采集和轉(zhuǎn)化。對(duì)于一般的段式LCD，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路，而且LCD顯示的可視性較差；對(duì)于具有驅(qū)動(dòng)電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點(diǎn)陣），一般采用并行接口，對(duì)微處理器的接口要求較高，占用資源多。LED顯示分動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)顯示方式的硬件電路簡(jiǎn)單。靜態(tài)顯示，是由微型計(jì)算機(jī)一次輸出顯示模型后，就能保持該顯示結(jié)果，直到下次發(fā)送新的顯示模型為止。 顯示面板LED分布圖 按鍵電路設(shè)計(jì)根據(jù)功能需要，本時(shí)鐘需要設(shè)置以下功能鍵：校對(duì)選擇鍵，加1操作鍵，減1操作鍵，顯示日期鍵，顯示溫度鍵，鬧鈴開(kāi)關(guān)鍵。矩陣式鍵盤適合按鍵較多時(shí)使用。 按鍵功能表按鍵鍵名功能屬性K1Calendar顯示日歷自鎖K2T顯示溫度自鎖K3FUN功能選擇自動(dòng)復(fù)位K4UP數(shù)值加一操作自動(dòng)復(fù)位K5DOWN數(shù)值減一操作自動(dòng)復(fù)位K6Enter/Snooze確認(rèn)鍵/貪睡自動(dòng)復(fù)位K7Alarm鬧鈴開(kāi)關(guān)自鎖按鍵操作說(shuō)明如下：K1鍵：該鍵為帶自鎖按鍵，在正常顯示時(shí)間狀態(tài)下，每次將按鍵按下， LED數(shù)碼管將顯示日期；再次按下，按鍵彈出，重新顯示時(shí)間。例如：校對(duì)小時(shí)狀態(tài)，每按一下，小時(shí)位加1，當(dāng)加至小時(shí)最高值23時(shí)，再按K4鍵，小時(shí)位回0。K7鍵：該鍵為帶自鎖按鍵，按下后鬧鈴開(kāi)啟，彈出后鬧鈴關(guān)閉。不過(guò)該方法只能做一些簡(jiǎn)單音樂(lè)，并且音樂(lè)程序會(huì)占用很多單片機(jī)存儲(chǔ)資源。 鬧鈴電路第四章 電子時(shí)鐘軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用C語(yǔ)言編程。如果DS1302一直沒(méi)有掉電，則不存在此問(wèn)題。因此，必須采用軟件的方法來(lái)模擬單線的協(xié)議時(shí)序。主機(jī)釋放總線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿。共有5位ROM操作命令。Skip Rom（跳過(guò)ROM）CCH此命令用于單掛接總線系統(tǒng)時(shí)，可以無(wú)需提供64位ROM序列號(hào)皆可運(yùn)行內(nèi)存操作命令。3. 內(nèi)存操作命令在成功執(zhí)行了ROM操作命令之后，才可以使用內(nèi)存操作命令。主機(jī)可以隨時(shí)發(fā)起復(fù)位脈沖以停止此操作。如果在此命令后主機(jī)產(chǎn)生讀時(shí)隙，那么只要器件在進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換就會(huì)輸出0，轉(zhuǎn)換完成后再輸出1。4. 數(shù)據(jù)處理DS18B20要求有嚴(yán)格的時(shí)序來(lái)保證數(shù)據(jù)的完整。首先了解寫時(shí)隙。DS18B20在DQ線變低后的15～60μs的窗口對(duì)DQ進(jìn)行采樣，如果為高電平，就為寫“1”；如果為低電平，就為寫“0”。當(dāng)主機(jī)從DS18B20讀數(shù)據(jù)時(shí)，把數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平，產(chǎn)生讀時(shí)隙。所有的讀時(shí)隙最短必須持續(xù)60μs，各個(gè)讀時(shí)隙之間必須保證最短1μs的恢復(fù)時(shí)間。DS18B20僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)隙時(shí)才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，當(dāng)主機(jī)向DS18B20發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)隙，以便DS18B20能傳輸數(shù)據(jù)。關(guān)鍵之處是要實(shí)現(xiàn)根據(jù)鍵值顯示不同的數(shù)字。程序見(jiàn)附錄C。單片機(jī)掃描完鍵盤，得到鍵值，并根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)入執(zhí)行對(duì)應(yīng)任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)按鍵功能。 程序見(jiàn)附錄C在本章中的最后一個(gè)小節(jié)應(yīng)該寫出自己設(shè)計(jì)的調(diào)試過(guò)程。然后，可以直接應(yīng)用一些編輯或仿真軟件進(jìn)行軟件調(diào)試，比如單片機(jī)C51編輯軟件Keil。在軟件調(diào)試過(guò)程中要仔細(xì)耐心，即便是多寫或少些一兩個(gè)字符，都無(wú)法編譯成功。例如：本設(shè)計(jì)是在單片機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，所以必須先確定單片機(jī)基礎(chǔ)電路能否正常工作。硬件調(diào)試需要萬(wàn)用表、示波器等，軟件調(diào)試一般需要諸如Keil等仿真編輯器。AT89C51的31號(hào)引腳是外部程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)端，當(dāng)該引腳為高電平時(shí)，單片機(jī)會(huì)一直從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)取指令。5. 編輯一個(gè)使一組發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮的程序并燒錄到單片機(jī)內(nèi)，上電運(yùn)行，檢查單片機(jī)是否正常工作，復(fù)位電路是否正確。i)for(j=50。i)。 //初始化P1口 for(n=0。 }}} 顯示電路調(diào)試本設(shè)計(jì)的顯示電路使用了共陰LED和74LS164。3. 明確單片機(jī)管腳功能。檢查無(wú)誤后上電，檢查顯示電路是否正確。2. 注意電源正負(fù)極連接。4. 編寫DS1302的時(shí)鐘/日歷程序，只要求能夠正確顯示時(shí)間。上電后LED數(shù)碼管顯示“142800”，之后開(kāi)始走時(shí)。}日歷顯示子程序原理與時(shí)鐘顯示子程序原理相同，源程序見(jiàn)附錄C。在本設(shè)計(jì)中，軟件調(diào)試主要分三大部分：實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷子程序調(diào)試、環(huán)境溫度采集子程序調(diào)試、按鍵子程序調(diào)試。該溫度傳感器在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)需要嚴(yán)格的時(shí)序，為了方便編寫對(duì)應(yīng)的延時(shí)程序。}在調(diào)用鬧鈴子程序時(shí)，鬧鈴標(biāo)志位為“1”，則開(kāi)啟鬧鈴，否則關(guān)閉鬧鈴。所以多功能的電子時(shí)鐘在今后的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。本文采用51單片機(jī)C語(yǔ)言進(jìn)行編程，當(dāng)然也可以應(yīng)用匯編語(yǔ)言編程。在我撰寫論文的過(guò)程中，陳衛(wèi)峰老師給與了很大的幫助與支持，無(wú)論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了他悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助，特別是他廣博的學(xué)識(shí)、深厚的專業(yè)技術(shù)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠(chéng)地感謝和深深的謝意。 最后，向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見(jiàn)的各位老師表示衷心地感謝！參考文獻(xiàn)1. 馬忠梅，張凱等. 單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（第4版） 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 20072. 侯寶玉，陳忠平等. 基于Proteus的51系列單片設(shè)計(jì)與仿真 北京：電子工業(yè)出版社 20083. 電子制作雜志社 電子制作2008合訂本 上下冊(cè) 北京：《電子制作》雜志社 20084. 李朝青 單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第3版） 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社 20055. 竇振中 基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì) 北京：中國(guó)電力出版社 20086. 譚浩強(qiáng) C程序設(shè)計(jì) 北京：清華大學(xué)出版社 20057. 田淑華 電路基礎(chǔ) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 20058. 楊志忠 數(shù)字電子技術(shù)（第2版） 北京：高等教育出版社 20039. 胡宴如 模擬電子技術(shù)（第2版） 北京：高等教育出版社 200410. 柳淳 電子愛(ài)好者入門 北京：中國(guó)電力出版社 2008附錄A 帶溫度顯示的電子鬧鐘 元器件一覽表窗體頂端類別序號(hào)型號(hào)數(shù)量（單位）用途電源1+5V電池1個(gè)系統(tǒng)電源2+3V電源1個(gè)時(shí)鐘備用電源IC芯片3AT89C511片CPU4DS13021片實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片5DS18B201片環(huán)境溫度采集傳感器674LS1647片8位移位寄存器LED7共陰8段數(shù)碼顯示7只時(shí)間和溫度顯示按鍵12自鎖/自動(dòng)復(fù)位8個(gè)功能鍵盤電容1330pF2個(gè)單片機(jī)時(shí)鐘震蕩電路1410μF1個(gè)復(fù)位電路晶振151支單片機(jī)時(shí)鐘震蕩電路161支DS1302時(shí)鐘震蕩電路電阻17240Ω7支限制LED亮度18100Ω1支復(fù)位電路1910KΩ2支限壓保護(hù)三極管20S90121個(gè)鬧鈴電路蜂鳴器2174F3781個(gè)鬧鈴電路面薄板22焊接性2塊基礎(chǔ)電路和顯示電路附錄B 帶溫度顯示的電子鬧鐘 硬件電路原理圖附錄C 帶溫度顯示的電子鬧鐘程序 主程序//主程序的功能是對(duì)子程序進(jìn)行調(diào)用，并設(shè)定顯示延時(shí)時(shí)間include //頭文件；include include include include include sbit DAT=P1^0。 //；sbit FUN=P2^5。 //；sbit Ente_Snooze=P2^2。void process(uchar current_key)。extern bit key_enable。void wbyte_3w(uchar)。void write_clock_burst()。void dis_WD()。 for(a=0。b++) for(c=0。 //初始化DS1302； beeper=1。 //DS18B20子程序； alarm_clock()。 //鬧鈴管腳置1； }} 電子時(shí)鐘程序//主要是對(duì)時(shí)鐘芯片DS1302初始化；include include include include include void reset_3w()。uchar read_byte(uchar)。define uint unsigned intdefine uchar unsigned char/*定義初始化時(shí)間*/uchar sec=00。 uchar month=5。 uchar clk_min=28。void reset_3w()。uchar read_byte(uchar)。sbit SCLK = P3^5。uchar code hex2bcd[] = { 0x00， 0x01， 0x02， 0x03， 0x04， 0x05， 0x06， 0x07， 0x08， 0x09， /* 0009 */ 0x10， 0x11， 0x12， 0x13， 0x14， 0x15， 0x16， 0x17， 0x18， 0x19， /* 1019 */ 0x20， 0x21， 0x22， 0x23， 0x24， 0x25， 0x26， 0x27， 0x28， 0x29， /* 2029 */ 0x30， 0x31， 0x32， 0x33， 0x34， 0x35， 0x36， 0x37， 0x38， 0x39， /* 3039 */ 0x40， 0x41， 0x42， 0x43， 0x44， 0x45， 0x46， 0x47， 0x48， 0x49， /* 4049 */ 0x50， 0x51， 0x52， 0x53， 0x54， 0x55， 0x56， 0x57， 0x58， 0x59， /* 5059 */ 0x60， 0x61， 0x62， 0x63， 0x64， 0x65， 0x66， 0x67， 0x68， 0x69， /* 6069 */ 0x70， 0x71， 0x72， 0x73， 0x74， 0x75， 0x76， 0x77， 0x78， 0x79， /* 7079 */ 0x80， 0x81， 0x82， 0x83， 0x84， 0x85， 0x86， 0x87， 0x88， 0x89， /* 8089 */ 0x90， 0x91， 0x92， 0x93， 0x94， 0x95， 0x96， 0x97， 0x98， 0x99， /* 9099 */}。 //復(fù)位DS1302，中止數(shù)據(jù)傳送 RST = 1。 ++i) { IO = 0。 SCLK = 1。 uchar TmpByte。 i 8。 TmpByte = 7。 }void write_byte(uchar Clock_Add，uchar Clock_Data) { reset_3w()。 }void write_clock_burst(){ reset_3w()。 wbyte_3w(hex2bcd[hour])。 wbyte_3w(hex2bcd[year])。 reset_3w()。 return(Clock_Data)。 // 寫保護(hù)寄存器 wbyte_3w(0)