【正文】 要 將要復位腳（ RST）置為高電平且將 8 位地址和命令信息裝入移位寄存器。其中 RST南通紡織職業(yè)技術學院 基于 AT89S52 單片機的萬年歷設計 25 從低電平變成高電平啟動一次數(shù)據(jù)傳輸過程， SCLK 是時鐘線， I/O 是數(shù)據(jù)線。 是 否 圖 基于 AT89S52 單片機的萬年歷主程序流程圖 開始 初始化 分離日期 /時間顯示值 日期 /時間顯示子程序 日期、時間修改子程序 返回 是否調(diào)整時間 讀時間和日期 南通紡織職業(yè)技術學院 基于 AT89S52 單片機的萬年歷設計 27 系統(tǒng)子程序的設計 在系統(tǒng)中不僅包括主程序的設計為了在編寫程序中方便，可以使用子程序，這樣只需要調(diào)用子程序就可以實現(xiàn)。 DS18B20初始 化跳 過 ROM啟 動 溫 度 轉換讀 取 溫 度DS18B20初始 化跳 過 ROMDS18B20溫度 采 集 模 塊返 回 圖 DS18B20 的流程圖 南通紡織職業(yè)技術學院 基于 AT89S52 單片機的萬年歷設計 30 4 系統(tǒng)仿真簡介 仿真軟件簡介 Protues 軟件是英國 Labcenter Electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。這些功能是： （ 1）原理布圖、 PCB 自動或人工布線、 SPICE 電路仿真 南通紡織職業(yè)技術學院 基于 AT89S52 單片機的萬年歷設計 31 （ 2） Protues 提供的仿真元 器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有 30 多個元件庫。 2. 用 Protues 軟件編寫原理圖： （ 1）智能原理圖設計（ ISIS） 豐富的器件庫：超過 27000 種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動連線功能使連接導線簡單快捷，大大縮短繪圖時間；支持總線結構：使用總線器件和總線布線使電路設計簡明清晰；可輸出高質量圖紙：通過個性化設置，可以生成印刷質量的 BMP 圖紙，可以方 便地供 WORD、 POWERPOINT 等多種文檔使用。 （ 5） Protues 提供的調(diào)試手段 Protues 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種編譯。用于讀寫和溫度轉換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源。在調(diào)整時間的過程中，需要調(diào)整的位與其他應該區(qū)別開來，所以增加了閃爍功能。日歷、時間寄存器及控制字如表 213 所示。 DS1302 與 RAM 相關的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為 一個 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 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 2 圖 DS1302 的引腳圖分布 南通紡織職業(yè)技術學院 基于 AT89S52 單片機的萬年歷設計 23 1） DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字如 表 211 所示。 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。 時鐘芯片簡介 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。讀位子程序 (讀得的位到 C 中 )。溫度以 16bit 帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出，表給出了溫度值和輸出數(shù)據(jù)的關系。 斜 坡 累 加 器預 置 比 較計 數(shù) 器= 0溫 度 寄 存 器預 置低 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器計 數(shù) 器低 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器= 0停 止LSB置位清零增 加 圖 測溫原理 表 210 溫度 /數(shù)據(jù)關系 溫度℃ 數(shù)據(jù)輸出（二進制） 數(shù)據(jù)輸出（十六進制） +125 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 00FA +25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0032 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0001 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 FFFF 25 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 FFCE 55 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 FF92 DS18B20 是這樣測溫的：用一個高溫度系數(shù)的振蕩器確定一個門周期，內(nèi)部計數(shù)器在這個門周期內(nèi)對一個低溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進行計數(shù)來得溫度值。 （ 8）適用于 DN15～ 25, DN40～ DN250 各種介質工業(yè)管道和狹小空間設備測溫。 VDD：外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 圖 DS18B20 數(shù)字傳感器 溫度采集芯片簡介 1. DS18B20 引腳結構如圖 所示 。如果不譯碼，則數(shù)字寄存器中數(shù)據(jù)的 D6D0 為 =位分別對應 7 段 LED 顯示器的 AG 段， D7 位對應LED 的小數(shù)點 DP。停機方式可以被顯示測試功能取消。因為所掃描數(shù)字的多少會影響顯示亮度，所以要注意調(diào)整。從表中可 見，寄存器中的每一位與一個數(shù)字位相對應，邏輯高電平選擇 B 譯碼，而邏輯低電平則選擇旁路譯碼器。串行數(shù)據(jù)以 16 位為一幀，其中， D11D8 為內(nèi)部寄存器地址，D7D0 為寄存器數(shù)據(jù)，格式如表 22 所 示 。 ISET：通過一個 10KΩ 電阻 Rset 接到 V+以設置峰值段電流。 DIG07： 8 根字位驅動引腳，它從 LED 顯示器吸入電流。其片內(nèi)包含有一個 BCD 碼到 B 碼的譯碼器、多路復用掃描電路、字段和南通紡織職業(yè)技術學院 基于 AT89S52 單片機的萬年歷設計 12 字位驅動器，以及存儲每個數(shù)字的 8X8RAM。當各段陽極上的電平為 “1”時，該段點亮；電平為 “0”時，段就熄滅。 南通紡織職業(yè)技術學院 基于 AT89S52 單片機的萬年歷設計 10 發(fā)光二級管顯示驅動（點亮）的方法有如下 2 種： ? 靜態(tài)驅動方法：即給欲點亮的 LED 通過恒定的定流。 顯示電路設計 . 顯示器的簡介 發(fā)光二極管 LED 是簡單常用的輸出設備，通常用來指示機器的狀態(tài)或其它信息。 上電復位要求 接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復位操作。如圖 所示。 ： T1，計時計數(shù)器 1 輸入。其他三個 I/O端口（ P P P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路， P0 在當做I/O 用時可以推動 8 個 LS 的 TTL 負載。 VSS：電源地端。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。第二次革命是石英晶體振蕩器的應用，發(fā)明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從分級縮小到秒級。使用 MAX7219 來驅動顯示， 然后并行輸出。該電路采用 AT89S52 單片機作為核心，功耗小，能在 3V 的低壓工作，電壓可選用 35V 電壓供電。 對單片機的理論基礎和外圍擴展知識進行了比較全面準備。所有程序編寫完成后，在 keil 軟件中進行調(diào)試，確定沒有問題后，在 Proteus軟件中嵌入單片機內(nèi)進行仿真。然而，這些程序都千篇一律的局限在一個很短的時間范圍內(nèi)。本設計系統(tǒng)框圖如圖 所示 。 RESET：重置引腳，高電平動作。其引腳分配如下： ： RXD，串行通信輸入。 RST：復位輸入。 （ 2）接石英晶體振蕩器 將單片機第 19 腳（ XTAL1）與 18 腳（ XTAL2）分別接外部晶體的兩個引腳，由石英晶體組成振蕩器，保證單片機內(nèi)部各部分有序工作。 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2 個機器周期），單片機就可以進行復位操作。工作電流通常在 1020mA，故電路中需要串聯(lián)適當?shù)南蘖麟娮琛＠脛討B(tài)驅動方法可以減少需要的邏輯部件和連線。圖中的電阻是限流電阻。電路十分簡單，只需要一個 10KΩ 左右的外接電阻來設置所有 LED 的段電流。在 LOAD 的上升沿，串行輸入數(shù)據(jù)的最后 16 位被鎖存。輸入到 DIN 的數(shù)據(jù)經(jīng)過 個時鐘周期后，在 DOUT端有效?？刂萍拇嫫饔?5 個，分別為譯碼方式、顯示亮度、掃描界限（掃描數(shù)位的個數(shù)）、停機和顯示測試。 Rset 既可以為固定電阻，也可以為可變電阻，以提供來自面板的亮度調(diào)節(jié)，其最小值為 。表 26 為掃描界限寄存器中數(shù)據(jù)的含義。在顯示測試方式下 8位數(shù)字被掃描，占空比為 31/32。 89S52 的 口連接到 南通紡織職業(yè)技術學院 基于 AT89S52 單片機的萬年歷設計 17 圖 MAX7219 與 89S52 單片機接口 MAX7219 的 DIN 端， 口連到 LOAD 端， 連到 CLK 端。 因為每個 DS1820 都有一個獨特的片序列號，所以多只 DS1820 可以同時連在一根單線總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。 （ 3）支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實現(xiàn)多點測溫 。 3. 應用范圍 （ 1）該產(chǎn)品適用于冷凍庫，糧倉，儲罐，電訊機房，電力機房，電纜線槽等測溫和控制領域 。 同時，計數(shù)器被復位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。如果于華氏溫度，必須要用一個轉換因子查找。如圖 所示。當 Vcc2 大于 Vcc1時， Vcc2 給 DS1302 供電。上電運行時，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。 表 211 DS1302 的控制字節(jié) 1R A MC \ K \A 4 A 3 A 2 A 1 A 0R A MK \ 2）數(shù)據(jù)輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。數(shù)據(jù)在時鐘（ SCLK）的上升沿串行輸入，前 8 位指定訪問地址，命令字裝入寄存器后，在之后的時鐘周期，讀操作時輸出數(shù)據(jù)，寫操作時輸出數(shù)據(jù)。具體的讀寫時序參考下圖，但是請注意，無論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是 對時鐘信號敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效數(shù)據(jù)是在下降沿（ DS1302 正是如此的，但是在芯片手冊里沒有明確說明），如果不是特別確定，則把程序設計成這樣：平時 SCLK 保持低電平，在時鐘變動前設置數(shù)據(jù)，在時鐘變動后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在 SCLK 保持為低電平的時候，相鄰的操作之間間隔有一個上升沿和一個下降沿。 MAX7219 送顯示流程圖 在系統(tǒng)一開始首先定義變量，定義好之后初始化各個變量的初始值，然后設置顯示區(qū)的首地址，設置好之后開始傳輸數(shù)據(jù)，傳送完之后就開始顯示 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。 （ 3） Protues 提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、 SPI調(diào)試器、 I2C 調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。 （ 2）完善的電路仿真功能（ Prospice） ? ProSPICE 混合仿真：基于工業(yè)標準 SPICE3F5，實現(xiàn)數(shù)字 /模擬電路的混合仿真；超過 27000 個仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的 SPICE 文件自行設計仿真器件， Labcenter 也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導入第三方發(fā)布的仿真器件。這些都盡可能減少了儀器對測量結果的影響。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟