【正文】 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 表 48 內(nèi)存操作命令與說明 Table 48 Memory Operation Command and description 4） 數(shù)據(jù)處理 DS18B20要求有嚴(yán)格的時序來保證數(shù)據(jù)的完整。對于主機產(chǎn)生寫 “1”時隙的情況，數(shù)據(jù)線必須先被拉低，然后釋放，在寫時隙開始后的 15μs， 允許 DQ線拉至高電平。如果在此命令后產(chǎn)生讀時隙，那么只要器件在進行復(fù)制就會輸出 0，復(fù)制完成后，再輸出 1。所有的讀時隙最短必須持續(xù) 60μs，各個讀時隙之間必須保證最短 1μs的恢復(fù)時間。電阻 DZ3作為DS18B20的 I/O口的上拉電阻，在讀時隙結(jié)束時， I/O引腳將通過此上拉電阻拉回到高電平。 溫度采集電路與單片機的連接 本設(shè)計中使用 DS18B20溫度傳感器進行環(huán)境溫度采集和轉(zhuǎn)化，其與單片機的連接圖如圖 48所示 [4]。因此，在此 15μs內(nèi)，主機必須停止將 DQ引腳置低。主機可以隨時發(fā)起復(fù)位脈沖以停止此操作。所有寫時隙必須在 60μs以上（即由高拉低后持續(xù) 60μs以上），各個寫時隙之間必須保證最短 1us的恢復(fù)時間。 Scarch rom（搜索 rom） F0H 主機調(diào)用此命令，通過一個排除法過程，可以識別出總線上所有器件的 ROM序列號。詳細(xì)說明如 表 47。因此，必須采用軟件的方法來模擬單線的協(xié) 議時序。讀寫和完成溫度變換所需要的電源可由數(shù)據(jù)線本身提供，而無需外部電源。 ， 時鐘數(shù)據(jù)的 I/O。當(dāng)該位置為 1 時，時鐘振蕩器停止， DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該 位置為 0 時，時鐘開始運行。對于單字節(jié)操作，包括命令字節(jié)在內(nèi)，每次為 2個字節(jié)，需要 16 個時鐘，對于時鐘 /日歷多字節(jié)模式操作，每次為 7 個字節(jié)，需要 72 個時鐘，而對于 RAM 多字節(jié)模式操作，每次則為 32 字節(jié)，需要多達 256 個時鐘，這里僅給出單字節(jié)讀寫時序，如圖 45,多字節(jié)操作 方式與其類似，只是且而跟的字不止一個。在控制字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 （ 0 位）開始。 定義如下： 當(dāng)?shù)?6 位為 0 時，定義時鐘和其他寄存器的地址。 表 43 DS1302 引腳功能說明 Table 43 DS1302 pin function 引腳號 名稱 功能 1 VCC1 備份電源輸入 2 X1 輸入 3 X2 輸出 4 GND 地 5 RST 控制移位寄存器 /復(fù)位 6 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出 7 SCLK 串行時鐘 8 VCC2 主電源輸入 DS1302 控制字和讀寫時序說明 在 編程過程中要注意 DS1302 的讀寫時序， DS1302 是 SPI 總線驅(qū)動方式，它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。當(dāng)采用晶體為 12MHz 時，可取 C=10pF， R=10kΩ。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。如 EA 端為 高電平（ Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序儲存器中的指令。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0位置位，可禁止 ALE 操作。 P3 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，具體功能說明如表 22。對端口寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入口。作為輸出口時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫 “1”可作為高阻抗輸入端。 11） 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 。 4） 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié) 。 總體結(jié)構(gòu)框圖 硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)主要是由以 STC89C52 為核心的單片機最小系統(tǒng)、按鍵電路、 時鐘電路、 環(huán)境溫度采集電路 、顯示電路組成，其硬件結(jié)構(gòu)如圖 31 所示： ： 多功能計算器的設(shè)計與實現(xiàn) 8 STC89C52L C D 1 6 0 2 顯 示時 鐘 / 日 歷 電 路環(huán) 境 溫 度 采集 電 路按 鍵 電 路 圖 31 多功能計算器 硬件結(jié)構(gòu)框圖 Figure 31 multifunction calculator hardware structure diagram 軟件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化、模塊化的設(shè)計思想，使得編程思路明確，且功能比較強大。 這 款強大的時鐘芯片，不但占用的硬件資源少，而且其精確性、實時性也是相當(dāng)?shù)目捎^ 。同時 減少硬件與軟件的成本，吸引消費者對產(chǎn)品的興趣變得尤其重要。 2）當(dāng)按下功能切換鍵 M 時，就進入計算的狀態(tài)，可以實現(xiàn)兩個數(shù)的加減乘除運算，而且參與運算的數(shù)和運算結(jié)果必須控制在 21474836482147483647 之間，否則就會產(chǎn)生溢出，屏幕出現(xiàn)亂碼。在計算器的原有計算功能的基礎(chǔ)上，又加了兩個生活中常用的兩個功能：電子時鐘，溫度。省略了存儲用戶定義報警溫度、分辨率參數(shù)的 EEPROM，精度降低為 177。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。C 范圍內(nèi) ,精度為 177。 DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需三根 I/O 線：復(fù)位（ RST）、 I/O 數(shù)據(jù)線、串行時鐘（ SCLK）。偏振光只能通過相應(yīng)方向的偏振玻璃，如果偏振玻璃的偏振方向和偏振光線的有一定的夾角，就會減弱偏振光強度，甚至偏振光無法通過。通 電的時候，液晶原料排列順序隨電流極向改變，光線在規(guī)則排列的晶體分子中可以透過，液晶管由原來非透明狀態(tài)變成透明狀態(tài)。 SoC 嵌入式系統(tǒng) (System on Chip）式的獨立發(fā)展之路，向 MCU 階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在 芯片 上的最大化解決，因此，專用 單片機 的發(fā)展自然形成了 SoC 化趨勢。當(dāng)代 單片機 系統(tǒng)已經(jīng)不再只在 裸機 環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的 嵌入式操作系統(tǒng) 被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機上。 ： 多功能計算器的設(shè)計與實現(xiàn) 2 1 概述 硬件概述 單片機的由來與發(fā)展 單片機 誕生于 1971 年，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC 三大階段，早期的 SCM 單片機都是 8 位或 4 位的。從古代的水漏到后來的機械鐘再到當(dāng)今的石英鐘，都充分體現(xiàn)了時間的重要，同時也代表著科技的發(fā)展進步。s society, with the constant improvement of the people material life, electronic products has entered into every family, whether in life or study, or entertainment and recreation almost everything without electronic products. Large, plex calculation ability is not up to the brain, and relatively easy to get wrong. Calculator as a fast generalpurpose puting tools make it easy to use for the user. Calculator is one of People39。計算器作為一種快速通用的計算工具方便了用戶的使用。 該設(shè)計系統(tǒng)由時鐘 /日歷 電路、 LCD 顯示電路、按鍵調(diào)整電路和溫度檢測電路四部分組成。 calculator 。時間部分是數(shù)字時鐘，它是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)年、月、日、時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位 單片機 ，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。單片機由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個微型的計算機（最小系統(tǒng)），和計算機相比， 單片機缺少了外圍設(shè)備等。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 LCD 發(fā)展?fàn)顩r 液晶顯示器 TFT LCD ，全稱為薄膜晶體 管液晶顯示器 (Thin Film Transistor LiquidCrystal Displayer)，一般簡稱 LCD(Liquid Crystal Display)。 1970 年，弗格森制造了第一臺能夠工作的 LCD，而在此之前的所謂 LCD 都是耗電量大而且對比度極低的昂貴設(shè)備。光線通過 第一片偏振玻璃 a 后，假設(shè)這 X 方向偏振，通過液晶后，液晶通電流之后，在電場極化作用下，呈規(guī)則排列， X 偏振光不會有任何改變，投射到 b 玻璃上。 DS18B20 溫度傳感器簡介 新的 “一線器件 ”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟 ， Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 “一線總線 ”接口的溫度傳感器。 DS1822 的精度較差為177。176。繼 “一線總線 ”的早期產(chǎn)品后，DS1820 開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。所以設(shè)計這樣的一個多功能計算器是很有意義的。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，不斷推動著科技的發(fā)展，而科技的發(fā)展又帶動了電子行業(yè)，各種各樣的電子產(chǎn)品紛紛涌出。 隨著科技的不斷更新，單片機的種類也層出不窮，而且功能更加完善，這也給開發(fā)商帶來了很多的機會。 軟件結(jié)構(gòu) 對于單片機來說，匯編， C 都可實現(xiàn)編程，編譯器會根據(jù)寫的程序翻譯成單片機的機器碼，不存在哪個芯片專用 C 或匯編； 只是匯編和 C 有各自的優(yōu)缺點。 STC89C52 單片機是一款低功耗、低電壓、高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 8KB（可經(jīng)受 1000 次擦寫周期）的 FLASH 可編程可反復(fù)擦 寫的只讀程序存儲器（ EPROM），器件采用 CMOS 工藝和 ATMEL 公司的高密度，非易失性存儲器（ NURAM）技術(shù)制造，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MCS51 兼容，片內(nèi)的 FLASH 存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲編程器來編程。 7） ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載 用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 。 14） PDIP 封裝 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 P1 口： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)儲存器（例如執(zhí)行 MOVXRI 指令）時， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中R2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以 上高電平將使單片機復(fù)位。 ： 多功能計算器的設(shè)計與實現(xiàn) 12 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT80C51 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。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘 P1 和 P2，供單片機使用。 ： 多功能計算器的設(shè)計與實現(xiàn) 14 通常情況下為了系統(tǒng)更穩(wěn)定的工作，一般都是將上電復(fù)位和手動復(fù)位組合起來，構(gòu)成單片機的復(fù)位電路，系統(tǒng)就是采用上電復(fù)位和手動復(fù)位結(jié)合的方式，來完成復(fù)位操作，其電路如 43 圖所示。 圖 44 DS1302 封裝和引腳 Figure 44 DS1302 package and pin DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。上電運行時，在 Vcc2 之前， RST 必須保持低電平。 ： 多功能計算器的設(shè)計與實現(xiàn) 16 表 44 DS1302 的控制字節(jié) Table 44 Control byte DS1302 1 RAM CK A4 A3 A2 A1 A0 RD WR 第 7 位 第 6 位 第 5 位 第 4 位 第 3 位 第 2 位 第 1 位 第 0 位 控 制字的作用是設(shè)定 DS1302 的工作方式，傳送 字節(jié)數(shù)等。當(dāng) A4～ A0＝ 8,為慢速充電參數(shù)選擇寄存器。每次僅寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)稱為單字節(jié)操作，每次對時鐘 /日歷的 8 字節(jié)或 31 字節(jié) RAM 進行全體寫入或讀出的操作稱為多字節(jié)操作方式。 ： 多功能計算器的設(shè)計與實現(xiàn) 18 表 45 片內(nèi)各寄存器各位的功能定義表 Table 45 onchip registers each function definition table DS1302 有關(guān)日歷、時間的寄存器共有 10 個，時鐘 /日歷包含在其中的 7 個寫 /讀寄存器內(nèi)，這個寄存器分別是秒、分、小時、日、月、星期和年。當(dāng) WP 位為 1 時，寫保護位防止對任一寄存器的寫