【正文】 容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率， DS18B20 工作時(shí)按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值。溫度值格式如圖 。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，先將 55℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 當(dāng) DS18B20 處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D 變換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為 10μs。所有 ROM 操作命令都為 8 位長(zhǎng)度。 （ 5） Convert T [48H] 該命令啟動(dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換而無(wú)需其它數(shù)據(jù)。連續(xù)讀 2 位的間隙應(yīng) 大于 1μs。如果線上是高電平，就是寫 1，如果線上是低電平，就是寫 0，連續(xù)寫 2 位的間隙應(yīng)大于 1μs。讀取將從第 1 字節(jié)開始，一直進(jìn)行下去， 直到第 9（ CRC）字節(jié)讀完。 初始化函數(shù)時(shí)序如圖 所示，總線 t0時(shí)刻發(fā)送一復(fù)位脈沖（最短為 480μs 的低電平信號(hào)），接著在 t1時(shí)刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài)， DS18B20 在總線上升沿之后等待 15～60μs，然后在 t2時(shí)刻發(fā)出存在脈沖（低電平持續(xù) 60～ 240μs），如圖中虛線所示，單片機(jī)接收到低電平脈沖說(shuō)明復(fù)位成功，否則需重新進(jìn)行復(fù)位操作。 DS18B20 與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí) DS18B20 的 1腳接地， 2 腳作為信號(hào)線， 3 腳接電源；另一種是寄生電源供電方式，如圖 所示。主機(jī)根據(jù) ROM 的前 56 位來(lái)計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC 值做比較，以判斷主機(jī)收到的 ROM 數(shù)據(jù)是否正確。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第 1， 2 字節(jié)。 前兩個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息。 用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值。 DS18B20 可提供 9～ 12 位溫度讀數(shù)，構(gòu)成多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)而無(wú)需任何外圍硬件。 算出公歷日（ 2020 年 3 月 9 日）離春節(jié)的天數(shù)： 68－ 37＝ 31。其 112 月的校正數(shù)為：6,2,2,5,0,3,5,1,4,6,2,4。每年對(duì)應(yīng)的 3 字節(jié)數(shù)據(jù)格式說(shuō)明如下： 第一字節(jié) BIT7－ 4 位表示閏月月份 ,值為 0 為無(wú)閏月 ,BIT3－ 0 對(duì)應(yīng)農(nóng)歷第 1－ 4 月的大小。 基本原理 我們可以通過(guò)按查表和按年查表的方法，再通過(guò)適當(dāng)?shù)挠?jì)算，來(lái)確定公歷日所對(duì) 應(yīng)的農(nóng)歷日期。通過(guò)設(shè)置大小月使農(nóng)歷日始終與月亮與地球的位置相對(duì)應(yīng)。一年 365 天分為 12 個(gè)月， 12 月為 31 天， 2 月為 28 天，其余月份為 30 天。只有在SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。其充電電流具體計(jì)算公式如下： 5 .0 RDEc V V VI ??? 公式 式中， 為 VCC2 腳所接入的工作電壓， VD為二極管正向壓降 , R 為寄存器0 和 1 位編碼決定的電阻值， VE為 VCC1 腳所接入的電壓。寫保護(hù)寄存器的開始 7 位（ 0～ 6）置為 0，在讀操作時(shí)總是讀出 0。表 為主要寄存器命令字、取值范圍以及各位內(nèi)容對(duì)照表。 控制命令字節(jié)與寄存器 控制命令字節(jié) 控制命令字節(jié)的格式如表 表 控制命令字節(jié)的格式表 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/ W 控制字節(jié)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 。 DS1302 工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 1mW。如 EA 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。 P2 口（ 21 腳～ 28 腳）：是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。 Pin19:時(shí)鐘 XTAL1 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。通過(guò)用 C 語(yǔ)言 [1]編程，從 DS1302 寄存器中讀取年、月、日、周日、時(shí)、分、秒等數(shù)據(jù)信息；從 DS18B20 寄存器中讀取溫度信息，再編程將以上信息送到 LCD1602 顯示出來(lái)。此設(shè)計(jì)方案需用 A/D 轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴(yán)格線性的，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問題，且成本較低。本方案設(shè)計(jì)出的日歷時(shí)鐘可以顯示時(shí)間、設(shè)置鬧鈴功能 ,重點(diǎn)研究實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)時(shí)鐘芯片這種模式的日歷，在很多場(chǎng)合都能用到，也可以把此設(shè)計(jì)裝在鏡框中或其它工藝品中，以便更加實(shí)用。日歷時(shí)鐘便是這一發(fā)展趨勢(shì)中的代表，各種功能的日歷應(yīng)有盡有，且功能不斷更新。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。本 設(shè)計(jì)的 主導(dǎo)思想是軟硬件相結(jié)合來(lái)進(jìn)行各功能模塊的編寫。因此，研究日歷時(shí)鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。 綜上所述， 選擇采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng) 更適合設(shè)計(jì) 。 所以 綜合考慮， 采用 方案三的 LCD 液晶顯示屏作為顯示 更適合本設(shè)計(jì) 。 為提高測(cè)量精度，降低成本， 所以 本設(shè)計(jì) 采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20 測(cè)量溫度。 圖 軟件流程圖 開始 初始化 讀、寫日期、時(shí)間和溫度 分離日期 \時(shí)間 \溫度顯示值 鍵掃描子程序 顯示子程序 鬧鈴子程序 結(jié)束 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 3 系統(tǒng)單元模塊設(shè)計(jì) 主控模塊（ AT89S52 模塊） 目前，在我國(guó)比較流行的就是美國(guó) ATMEL 公司的 89C51 它是一種帶 Flash ROM的單片機(jī)，事實(shí)上 ,89C51 目前正在用 89S52 代替。另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將XTAL1 接地，外部時(shí)鐘信號(hào)從 XTAL2 腳輸入。 P3 口（ 10 腳～ 17 腳）：是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口， P3 口能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 負(fù)載。而訪問 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒分時(shí)日月年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整。 主要性能如下： 時(shí)鐘具有能計(jì)算 2100 年之前的秒，分，時(shí)，日，星期，月，年的能力，還有閏湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 年調(diào)整的能力。最低有效位（位 0）為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。當(dāng)此位為 0 時(shí)，振蕩器啟動(dòng)，時(shí)鐘開始啟動(dòng)。 DS：二極管選擇位。 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 表 RAM 區(qū)寄存器與控制字對(duì)照表 寄存器名稱 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/ W RAM0 1 0 0 0 0 0 0 RAM1 1 0 0 0 0 0 1 … … … … … … … … … RAM30 1 1 1 1 1 1 0 RAM 突發(fā) 1 1 1 1 1 1 1 （ 3） 復(fù)位和時(shí)鐘控制 通過(guò)將 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 數(shù)據(jù)輸出是在輸出讀命令字的 8 個(gè) SCLK 周之后，在接下 來(lái)的 8 個(gè) SCLK 周期中的每個(gè)脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從 0 位開始。天文學(xué)家就規(guī)定每 4 年有一個(gè)閏年把 2 月由28 天改為 29 天，凡是公歷年代能被 4 整除的那一年就是閏年。 公歷與農(nóng)歷是我國(guó)目前并 存的兩種歷法，各有其固有的規(guī)律。農(nóng)歷一年，如有閏月為 13 個(gè)月，否則是 12 個(gè)月，所以一年需要用 13 個(gè) BIT，閏月在農(nóng)歷中所在的月份并不固定，大部分閏月在農(nóng)歷 28月，但也有少量年份在 9 月以后。 月份對(duì)應(yīng)的位為 1 表示本農(nóng)歷月大 (30 天 ),為 0 表示小 (29 天 ) 計(jì)算公歷對(duì)應(yīng)的農(nóng)歷日期的方法：先計(jì)算出公歷日離當(dāng)年元旦的天數(shù)，然后查表取得當(dāng)年的春節(jié)日期，計(jì)算出春節(jié)離元旦的天數(shù)，二者相減即可算出公歷日離春節(jié)的天數(shù)，以后只要根據(jù)大小月和閏月信息，減月天數(shù)，調(diào)整農(nóng)歷月份，即可推算出公歷日對(duì)應(yīng)的農(nóng)歷日期。 查表得 2020 年的數(shù)據(jù)為 0x09,0x2d,0x47（ 0000， 1001； 0010， 1100； 0100， 0111）。 程序流程圖 由于星期的計(jì)算很簡(jiǎn)單，這里只提供公農(nóng)歷轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)流程圖，如圖 所示。 無(wú)需外圍元件 可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～ 。 1 負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí) ，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。該字節(jié)各位的定義如圖 所示。 1字節(jié) 2字節(jié) 3字節(jié) 4字節(jié) 5字節(jié) 6字節(jié) 7字節(jié) 8字節(jié) 9字節(jié) TH 用戶字節(jié) 1 TL 用戶字節(jié) 2 E2PROM 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 LS 字節(jié) MS 字節(jié) 圖 溫度數(shù)據(jù)值格式圖 當(dāng)符號(hào)位 S=0 時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng) S=1 時(shí)，先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。 停止 圖 DS18B20 測(cè)溫原理圖 減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，減 法計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。采用寄生電源供電方式是 VDD 和 GND 端均 接地。 （ 1） Read ROM [33H] 該命令允許總線控制器讀到 DS18B20 的 8 位系列編碼、惟一的序列和 8 位 CRC 碼。溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行后 DS18B20 保持等待狀態(tài)。讀位時(shí)序見圖 。從 t0時(shí)刻開始 15μs 之 內(nèi)主機(jī)應(yīng)將所需寫的位送到總線上， DS18B20 在 t0后湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 15μs 到 60μs 內(nèi)對(duì) I/O 線采樣。 （ 4） Read Scrachped ［ 0BEH］ 該命令讀取暫存器的內(nèi)容。存在脈沖讓總線控制器知道DS18B20 在總線上且已準(zhǔn)備好操作。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命 令 → 發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。 CRC 的產(chǎn)生在 64 b ROM 的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC）。 高速暫存 RAM 第 6～ 8 字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯 1；第 9 字節(jié)讀出的是前面所有 8個(gè)字節(jié)的 CRC 當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。高速 RAM 包含 9 字節(jié)存儲(chǔ)器，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。 通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字讀數(shù)方式。讀寫及溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無(wú)需額外電源。 計(jì)算春節(jié)離元旦的天數(shù)： 30+7＝ 37。其算法是：日期 +年份 +所過(guò)閏年數(shù) +月較正數(shù)之和除 7 的余數(shù)就是星期天，但如果是在閏年又不到 3 月份，上述之和要減一天再除 7。這樣一年的農(nóng)歷信息只用 3 個(gè)字節(jié)就全部包括了。本文介紹一種用 51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)從 1901 年到 2099 年 199 年公歷日到農(nóng)歷日及星期的轉(zhuǎn)換方法。大月 30 天，小月 29 天。 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 時(shí)序圖 DS1302 電路設(shè)計(jì)圖 圖 DS1302 電路設(shè)計(jì)圖 公歷與農(nóng)歷、星期轉(zhuǎn)換模塊 概述 公歷是全世界通用的歷法 ,以地球繞太陽(yáng)的一周為一年。上電運(yùn)行時(shí)，在 VCC ≥ 之前， RST 必須保持低電平。 表 RS 與所選電阻對(duì)照表 RS 位 電阻器 典型值 00 無(wú) 無(wú) 01 R1 2 KΩ 10 R2 4 KΩ 11 R3 8 KΩ 由上所述， 根據(jù)涓流充電寄存器的不同編程，可得到不同的充電電流。 WP：寫保護(hù)位。 最后一位 RD/W 為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為 8 加 8（ 8 位地址加 8 位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)突發(fā)模式方式下為 8 加最多可達(dá) 248 的數(shù)據(jù)。時(shí)鐘 /RAM的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。 Pin