【正文】 等點(diǎn)陣式 LCD，本設(shè)計(jì)采用 16列 *2行的字符型 LCD1602帶背光的液晶顯示屏。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 AT89S51 單片機(jī) 本系統(tǒng)采用的是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89S52 單片機(jī)，首先我們來(lái)熟悉一下 AT89S52 單片機(jī)的外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。作輸入口 使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 ? P3 口： P3 口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O， P3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。 ? ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存器允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的 PSEN 信號(hào)。 WDT 由 13位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門(mén) 狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器（ WDTRST）構(gòu)成。當(dāng)工作于異步方式時(shí)，它具有全雙工的操作功能，也就是說(shuō)，它可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。XTAL1反相器的輸入， XTAL2為反相器的輸出。控制寄存器是一個(gè) 8位的寄存器，用于控制定時(shí)器的工作狀態(tài)，方式寄存器是一個(gè) 8位的寄存器，用于確定定時(shí)器的工作方式，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器是 16位的計(jì)數(shù)器，分為高字節(jié)和低字節(jié)兩部分。 ? 中斷系統(tǒng)： AT89S52 單片機(jī)有 6 個(gè)中斷源，中斷系統(tǒng)主要由中斷允許寄存器 IE、中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP、優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)和一些邏輯門(mén)組成。因此 ,其與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送是十分容易實(shí)現(xiàn)的 ， DS1302 的引腳排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 2： DS1302 引腳說(shuō)明： X1， X2 晶振引腳 GND 地線 南華大學(xué)電氣 工程學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 54 頁(yè) RST 復(fù)位端 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出端口 SCLK 串行時(shí)鐘端口 VCC1 慢速充電引腳 VCC2 電源引腳 圖 2 DS1302管腳 DS1302 接口電路設(shè)計(jì) 1時(shí)鐘芯片 DS1302 的接口電路及工作原理： Vcc21X12X23GND4RST5I/O6SCLK7Vcc8U2DS130212Y2XTALVCCVCC2P3~4P3~5P3~6 圖 3 DS1302與 MCU接口電路 圖 3 為 DS1302 的接口電路，其中 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。對(duì)于位 6，若對(duì)時(shí)間進(jìn)行讀 /寫(xiě)時(shí)， CK=0，對(duì)程序進(jìn)行讀 /寫(xiě)時(shí) RAM=1?？刂谱止?jié)的高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DS1302 中，位 6如果 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù)；位 5至位 1 指示操作單元的地址；最低有效位（ 位南華大學(xué)電氣 工程學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 54 頁(yè) 0）如為 1 表示進(jìn)行讀操作，為 0 表示進(jìn)行寫(xiě)操作。 DS1302 與 RAM相關(guān)的寄存器分為兩類(lèi)：一類(lèi)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(xiě)操作；另一類(lèi)為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的 RAM 的 31個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫(xiě) )、 FFH(讀 )。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。 1K 1K 1K 1KVCC VCC VCC VCCS2 S3 S4 S5P3~0 P3~1 P3~2 P3~3 圖 15 按鍵電路 對(duì)以上 4 個(gè)按鍵作簡(jiǎn)要說(shuō)明： S4—— SET 鍵， S3—— UP 鍵， S2— — DOWN鍵， S5—— OUT/STOP 鍵。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位。4K7R110uFC1VCCS1res 4K7R110uFC1VCCS1res 圖 16 復(fù)位電路 南華大學(xué)電氣 工程學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 54 頁(yè) 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 電子萬(wàn)年歷的功能是在程序控制下實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)程序不斷掃面鍵盤(pán)，當(dāng) s1鍵按下后產(chǎn)生一個(gè)低電平，即s1num加一。當(dāng) s1=6時(shí)，地址指針指向 month顯示位置，變量最大值為 12。 [16] 譚浩強(qiáng)， C程序設(shè)計(jì)（第二版） [M].北京： 清華大學(xué)出版社 ,2021。//顯示模式 0 void Disp_mod1(void)。 //根據(jù)選擇調(diào)整相應(yīng)項(xiàng)目 void RTInputByte(uchar)。 // 秒 分鐘 小時(shí) 日 月 年 星期 。 /* 輸出 1Byte */ uchar clock_h,clock_m。 //*********** DS1302 時(shí)間顯示定義部分 sbit T_CLK=P3^4。 bit lmcinit_or_not。 初始化開(kāi)中斷 讀18b20 S1 或 S2 是否按下 掃描鬧鐘 顯示溫度 設(shè)置鬧鐘 顯示溫度 設(shè)置時(shí)間 南華大學(xué)電氣 工程學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) 共 54 頁(yè) 圖 32時(shí)間設(shè)置流程圖 鬧鐘設(shè)置子程序流程 時(shí)間設(shè)置程序流程圖如圖 33所示。當(dāng) s1=1時(shí)進(jìn)入秒的設(shè)置，地址指針指向 miao顯示位置處，通過(guò)兩個(gè) if語(yǔ)句分別循環(huán)控制顯示秒數(shù)的加和減。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強(qiáng)了程序的可移植性。 AT89S52 單片機(jī)的上電復(fù)位 POR（ Power On Reset）實(shí) 質(zhì)上就是上電延時(shí)復(fù)位，也就是在上電延時(shí)期間把單片機(jī)鎖定在復(fù)位狀態(tài)上。 DOWN 鍵：當(dāng) SET 鍵按下時(shí)， DOWN 進(jìn)行 SET 選定項(xiàng)（如：小時(shí)）的減操作； OUT 鍵：當(dāng) OUT 鍵按下時(shí)，此鍵功能為退出校準(zhǔn)功能，進(jìn)入下一模式，顯示溫度值和上下限的溫度值。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。 現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以 一線總線 的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 表 2 DS1302的控制字格式 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/WR 數(shù)據(jù)輸入輸出（ I/O） 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開(kāi)始。位 0是讀 /寫(xiě)操作位，進(jìn)行讀操作時(shí)，該位為 1；進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，該位為 0。 VCC2 在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)用方式中 VCC1 連接到備份電源，以便在沒(méi)有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。在整個(gè)中斷響應(yīng)過(guò)程中CPU 所執(zhí)行的操作步驟如下： （ 1）完成當(dāng)前指令的操作 （ 2）將 PC內(nèi)容壓入堆棧 （ 3）保存當(dāng)前的中斷狀態(tài) （ 4）阻止同級(jí)的中斷請(qǐng)求 （ 5）將中斷程序入口地址送 PC 寄存器 （ 6）執(zhí)行中斷服務(wù)程序 （ 7）返回 時(shí)鐘芯片 DS1302 接口設(shè) 計(jì)與性能分析 DS1302 性能簡(jiǎn)介 DS1302 是 Dallas 公司生產(chǎn)的一種實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。的直接地址訪問(wèn)同一個(gè)存儲(chǔ)空間，高于 7FH的間接地址訪問(wèn)另一個(gè)存儲(chǔ)空間。另一種方式由外部時(shí)鐘源提供一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到 XTAL1端輸入，而 XTAL2端浮空。串行口的發(fā)送和接收操作都是通過(guò)特殊功能寄存器中的數(shù)據(jù)緩沖寄存器 SBUF進(jìn)行的，但在 SBUF的內(nèi)部，接收寄存器和發(fā)送寄存器在物理結(jié)構(gòu)上是完全獨(dú)立的。當(dāng) WDT激活后，晶振工作， WDT在每個(gè)機(jī)器周期都會(huì)增加。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H— FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 ? P2 口： P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O， P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。 ? Vcc：電源電壓 +5V ? GND：接地 ? P0 口： P0 口是一組 8位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口 ，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖 29是 1602的內(nèi)部顯示地址。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。 第 16腳：背光源負(fù)極。 第 2腳： VDD接 5V正電源。因這些延時(shí)均為 15μS 的整倍，因此在程序中可以編寫(xiě)一個(gè)以 15μS為基準(zhǔn)的延時(shí)函數(shù)。 (2).Search ROM（ F0h），這條指令使處理器用排除的方法去辨別總線上的DS1820。 因系統(tǒng)中所需按鍵不多，為了釋 放更多的 CPU占有時(shí)間，操作方便，故采用方案二。從而實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷的功能。 南華大學(xué)電氣 工程學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 54 頁(yè) 目錄 前言 ................................................................................................................................ 3 目錄 ................................................................................................................................ 4 摘要 ................................................................................................................................ 6 ABSTRACT ................................................................................................................... 7 1. 系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與論證 .......................................................................................... 8 單片機(jī)芯片設(shè)計(jì)與論證 .............................................................................. 9 按鍵控制模塊設(shè)計(jì)與論證 ....................................................................... 9 時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)與論證 ............................................................................... 9 溫度采集模塊設(shè)計(jì)與論證 ..................................................................... 10 溫度測(cè)量的步驟 ............................................................................ 10 DS18B20 的操作時(shí)序 ..................................................................... 10 顯示模塊模塊設(shè)計(jì)與論證 ........................................................................ 11 1602 字符型 LCD 簡(jiǎn)介 ................................................................... 11 1602 引腳功能說(shuō)明 ....................................................................... 11 1602LCD 的指令說(shuō)明及時(shí)序 ......................................................... 12 1602LCD 的 RAM 地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)表 .................