【正文】 roputer，簡寫為SCM）。硬件系統(tǒng)的組成框圖如圖21所示：圖21 數(shù)碼日歷鐘硬件系統(tǒng)組成框圖(2) 軟件方面：l 編程語言選擇：考慮到本設(shè)計任務(wù)較為復(fù)雜，C語言的模塊化程序設(shè)計思想能夠較好地解決這個問題，且用C語言編寫程序，開發(fā)效率高，生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量也較高，執(zhí)行效率高，綜上所述，故本設(shè)計任務(wù)采用C語言編程。l 溫度測量模塊：溫度測量模塊當(dāng)然可以采用較為簡單的熱敏電阻，其阻值會隨著周圍環(huán)境溫度的變化而變化。它們分別是：(1) 硬件①根據(jù)所選方案畫出硬件電路原理圖；②根據(jù)所選方案，列出所需硬件元器件、制作與調(diào)試工具清單（軟硬件）；③準(zhǔn)備制作與調(diào)試工具（軟硬件）；④照單購買所需元器件并進(jìn)行逐一測試，保證完好；⑤根據(jù)硬件電路原理圖搭建電路，并進(jìn)行電路焊接；⑥對硬件電路進(jìn)行測試與調(diào)試，保證無虛焊、短路等故障；(2) 軟件①1602液晶的顯示，編寫1602液晶的基礎(chǔ)顯示函數(shù)；②根據(jù)已知日期推算出相應(yīng)的星期幾；③運(yùn)用單片機(jī)的定時中斷功能實(shí)現(xiàn)電子鐘功能；④編寫按鍵掃描程序，能夠識別按鍵，并通過相應(yīng)的按鍵調(diào)整年份、月份、日期、時、分；⑤數(shù)字溫度傳感器18b20的使用；⑥所測溫度結(jié)果數(shù)據(jù)的處理及顯示。 本設(shè)計制作出來的數(shù)碼日歷鐘要求能在1602液晶顯示屏上顯示出年月日及對應(yīng)的星期幾，當(dāng)前時間及環(huán)境。單片機(jī)課程作為職業(yè)院校電子信息類專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，它既是一門很有實(shí)用價值、實(shí)踐性很強(qiáng)且很有趣味性的一門課程，同時它又是一門集硬件電路設(shè)計與軟件編程于一體的學(xué)科，既要求我們有較好的電工電子技術(shù)基礎(chǔ)知識，又要求有一定的邏輯思維和軟件開發(fā)（編程）能力。數(shù)碼日歷鐘是實(shí)際生活中應(yīng)用較多的一個電子計時裝置，可供人們查詢?nèi)掌?、星期及掌握時間。單片機(jī)課程作為職業(yè)院校電子信息類專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，它既是一門很有實(shí)用價值、實(shí)踐性很強(qiáng)且很有趣味性的一門課程，同時它又是一門集硬件電路設(shè)計與軟件編程于一體的學(xué)科，既要求我們有較好的電工電子技術(shù)基礎(chǔ)知識，又要求有一定的邏輯思維和軟件開發(fā)（編程）能力。本設(shè)計任務(wù)比較復(fù)雜，要考慮的問題很多，C語言的模塊化程序設(shè)計思想較好地解決了這個問題，故本設(shè)計任務(wù)采用C語言編程。通過這個設(shè)計的制作，必將進(jìn)一步提高我的工程實(shí)踐能力和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力，將我所學(xué)到的理論知識與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，同時也能對我高職階段所學(xué)知識作以梳理和總結(jié)。(8)根據(jù)硬件電路原理圖搭建電路，并進(jìn)行電路焊接；(9)對硬件電路進(jìn)行測試與調(diào)試，保證無虛焊、短路等故障，將目標(biāo)程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)，再次整機(jī)聯(lián)調(diào)（實(shí)物）；(10)完成畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫，提交完整的畢業(yè)設(shè)計作品，由指導(dǎo)老師審閱，完成畢業(yè)設(shè)計論文答辯。數(shù)碼管的優(yōu)點(diǎn)是價格便宜，顯示亮度高，但它也有不少不足之處：當(dāng)顯示的信息量較大時，所用數(shù)碼管較多，接口電路復(fù)雜，編程麻煩；而且其體積較大，不宜用于便攜式產(chǎn)品，顯示也不夠美觀；當(dāng)其中某一段出現(xiàn)劣化而不能正常顯示時，需整體更換。具有耐磨耐碰，體積小，工作電源: 3~5V/DC。Proteus 的軟件仿真基于VSM技術(shù)，它與其他軟件最大的不同也是最大的優(yōu)勢就在于它能仿真大量的單片機(jī)芯片以及單片機(jī)外圍電路，例如鍵盤、LED、LCD等等。由于其體積小、控制功能強(qiáng)大、編程靈活、價格低廉，所以在控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下面談?wù)剢纹瑱C(jī)的發(fā)展情況及其常用系列。由于Intel公司主要致力于計算機(jī)的CPU的研究和開發(fā)，所以該公司在推出MCS51體系結(jié)構(gòu)后不久，開放了8051內(nèi)核技術(shù)，授權(quán)一些廠商以MCS51系列單片機(jī)為核心生產(chǎn)各自的單片機(jī)，為單片機(jī)的發(fā)展起了很大作用。l 片內(nèi)256B RAM存儲器。l 全雙工UART串行通道。AT89S52單片機(jī)的引腳排列如圖32所示。為便于計算定時器的初始值及定時時間，晶振頻率為12MHz。P1口內(nèi)部已接有上拉電阻，故在使用時無需再接上拉電阻。P3口的每個引腳的第二功能如表31所示。一旦電源斷電或者電壓降到一定值時，可通過該引腳為片內(nèi)RAM供電，以保護(hù)片內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)不丟失，且上電后能夠繼續(xù)工作。以往低版本單片機(jī)的片內(nèi)ROM要靠編程脈沖才能將程序?qū)懭?，而AT89S52支持ISP功能，無需編程脈沖輸入。查閱相關(guān)資料可知，如果一個年份是閏年，則該年份必然滿足以下兩個條件其中之一：(1) 年份是4的整數(shù)倍但不是100的整數(shù)倍；(2) 年份是400的整數(shù)倍。那么，如何由一個已知日期推算出是星期幾呢？人們一般會采用這樣的方法：從一個已知星期幾的某天開始推算，先計算已知星期幾的這一天距要推算的那天共相差幾天，由于星期是7天一輪回的，故可以將相差的天數(shù)除以7取余數(shù)，再用已知的那天星期幾加上余數(shù)，就可以推算出要計算的這天是星期幾了。其中y1個年份中有若干個年份是閏年，由于閏年比平年多一天（平年2月28天，閏年2月29天，閏年和平年的其它相應(yīng)月份的天數(shù)是一樣的，只有2月份不同），則需再加上閏年的個數(shù)，于是可以算出y年之前有(y1) +(y1)/4(y1)/100+(y1)/400天。 break。 break。 break。amp。液晶顯示器具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低（功率為10mW，5V電源供電、工作電流只有2mA）、可靠性高、顯示操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在各種便攜式電子信息產(chǎn)品中作顯示器件。1602意即每行可顯示16個字符，一共可以顯示兩行）。引腳如此設(shè)置，第1腳和第16腳均是接地，第2腳和第15腳均是電源正極，即使插錯，最多導(dǎo)致液晶不能正常工作顯示，但不至于燒壞液晶。向LCD控制模塊發(fā)送指令或數(shù)據(jù)前應(yīng)先查詢BF狀態(tài)。但DDRAM內(nèi)容不清除。向LCD控制模塊發(fā)送指令或數(shù)據(jù)前應(yīng)先查詢BF狀態(tài)。50x80DDRAM第一行的首地址60xc0DDRAM第二行的首地址 LCD1602字符液晶顯示模塊與單片機(jī)的接口LCD1602字符液晶顯示模塊與單片機(jī)的硬件連接如圖33所示。 //將使能端置高電平，使其有效，以便向液晶模塊寫入指令delay(10)。 //將使能端復(fù)位至低電平狀態(tài)，為下次操作做準(zhǔn)備 }(4) 1602液晶顯示模塊的初始化函數(shù)：void LCD_init( ) //1602液晶顯示模塊的初始化函數(shù){ EN=0。 write_cmd(0x80)。 }說明：[16]和second[16]，分別用于存放液晶的兩行要顯示的內(nèi)容。(2) 51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖34所示。它可以用來控制定時/計數(shù)器的啟動與停止，標(biāo)志定時/計數(shù)器是否計滿溢出和中斷情況，還可以設(shè)定兩個外部中斷的觸發(fā)方式、標(biāo)志外部中斷請求是否觸發(fā)。TR1：定時/計數(shù)器1（T1）的啟動控制位。其各位定義如表39所示。例如：如果我們要設(shè)置定時/計數(shù)器T0中斷允許，其他中斷不允許，則IE寄存器各位取值如表310所示。例如，全自動洗衣機(jī)中的各種定時控制；工業(yè)生產(chǎn)中，對流水線上的產(chǎn)品計數(shù)打包控制等。T0和T1都是16位的加法計數(shù)器，它們的容量是有限的，不可能無限制地持續(xù)計數(shù)，其計數(shù)最大值為65535（即二進(jìn)制數(shù)1111 1111 1111 1111B），此時，若再輸入一個計數(shù)脈沖則計滿溢出，將對應(yīng)的計滿溢出標(biāo)志位置1，向CPU發(fā)出中斷申請，請求CPU暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而來執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序。如果其初始值為零，當(dāng)輸入65535個脈沖后，其計數(shù)值為65535（即二進(jìn)制數(shù)1111 1111 1111 1111B），再來一個脈沖，計數(shù)器的值將計滿溢出回零（進(jìn)位信號將相應(yīng)的計滿溢出標(biāo)志位TFX(X=0,1)置1，從而向CPU發(fā)出中斷請求）。由于計數(shù)器至少需要用兩個機(jī)器周期來判斷一個計數(shù)脈沖（計數(shù)脈沖的高電平和低電平的持續(xù)時間在一個機(jī)器周期以上），所以從外部輸入的計數(shù)脈沖的最高頻率為晶振產(chǎn)生的時鐘脈沖頻率的24分頻（），否則將會產(chǎn)生計數(shù)誤差。我們可以通過設(shè)置定時器工作方式寄存器TMOD來決定定時/計數(shù)器的啟動方式、計數(shù)脈沖源的選擇（從而可以決定使其工作于計數(shù)功能或定時功能）、工作方式，可通過設(shè)置定時器控制寄存器TCON來控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。此時，若TRX=1，接通定時/計數(shù)器的輸入脈沖，啟動定時/計數(shù)器工作；若TRX=0，則切斷定時/計數(shù)器的輸入脈沖來源，使定時/計數(shù)器停止工作。T0和T1，每個定時/計數(shù)器都有四種工作方式，由M1和M0來設(shè)定。在工作方式0下，兩個定時/計數(shù)器的最大計數(shù)值為=8192，最長定時時間也只有8192個機(jī)器周期。在工作方式2下，由于只有低8位參與計數(shù)，故最大計數(shù)為=256，最長定時時間為256個機(jī)器周期。在這種情況下，T1仍然既可以工作在定時功能，又可以工作在計數(shù)功能，但計滿溢出時不能置位溢出標(biāo)志，不能申請中斷，其計滿溢出信號可以送給串行口，此時T1作為波特率發(fā)生器。 TR0=ET0=EA=1。 //變量num為全局變量,用以統(tǒng)計定時中斷的次數(shù)是否達(dá)到20次 if(num==20) //若定時中斷次數(shù)達(dá)到20次，則1秒時間到 { num=0。 if(day28){if((month==2amp。(month==4||month==6||month==9||month==11))) { day=1。C。單總線接口引腳。 實(shí)際應(yīng)用中不需要外接任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測溫。 內(nèi)部有溫度上、下限報警設(shè)置。第三和第四個字節(jié)分別是TH、TL的易失性拷貝，第五個字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時被刷新，第六、七、八個字節(jié)用于內(nèi)部計算。分辨率的位數(shù)設(shè)置得多并不具有多少實(shí)際意義，而且設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度轉(zhuǎn)換時間也越長，可以說“得不償失”，故在本設(shè)計中，將其分辨率設(shè)置為9位即可。 DS18B20與單片機(jī)的接口電路DS18B20 與單片機(jī)的典型接口電路如圖39 所示，DS18B20 的正電源3腳接+5V，1腳接地，2腳接。如表316 所示。 表 314 DS18B20 字節(jié)定義寄存器內(nèi)容字節(jié)地址溫度低字節(jié)0溫度高字節(jié)1高溫限制2低溫限制3保留4保留5計數(shù)剩余值6每度計數(shù)值7每度計數(shù)值8配置寄存器為高速緩存存儲器中的第 5個字節(jié)，其內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率，DS18B20 工作時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。圖 38 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖下面具體介紹DS18B20每一部分的結(jié)構(gòu)和作用。 測量溫度范圍在－55186。當(dāng)工作于寄生電源時，該引腳必須接地。DS18B20可通過編程設(shè)定9~12位的分辨率，精度為177。 if(month==13) {month=1。(!leap(year)||leap(year)amp。 //每隔1秒，秒加1 if(sec==60) //如果秒達(dá)到60，則秒歸零，向分鐘進(jìn)位 { sec=0。 /*定義兩個靜態(tài)局部變量，用來統(tǒng)計定時中斷的次數(shù)，每夠1秒秒鐘加1，每夠3秒測一次溫度*/ TH0=15536/256。根據(jù)上面的討論可以知道，定時器的定時時間的長短與定時器的位數(shù)、計數(shù)初始值、時鐘頻率密切相關(guān)。需要強(qiáng)調(diào)的是：在工作方式0和工作方式1下，定時/計數(shù)器的計數(shù)初始值是不能自動重載的，需要我們在程序中用相應(yīng)的賦值語句重載；如果在程序中缺少了相應(yīng)的重載計數(shù)初始值語句，則定時/計數(shù)器溢出后將從0開始計數(shù)。高8位產(chǎn)生進(jìn)位時，即計滿溢出，置計滿溢出標(biāo)志位TFX(X=0,1)為1，向CPU申請中斷，若CPU響應(yīng)中斷，由系統(tǒng)硬件自動將TFX復(fù)位。表313 定時/計數(shù)器的4種工作方式選擇表M1 M0工作方式功能說明0 0 方式0僅作為13位的定時/計數(shù)器使用0 1方式1作為16位的定時/計數(shù)器使用1 0方式2作為8位定時/計數(shù)器使用，初始值可自動重載1 1方式3僅適用于T0，分成兩個8位的計數(shù)器使用，T1停止工作定時器控制寄存器TCON是一個可位尋址的8位特殊功能寄存器。此時，若TRX和（X=0，1）均為高電平，則接通定時/計數(shù)器的輸入脈沖，啟動定時/計數(shù)器工作；若TRX和不全為高電平，則切斷定時/計數(shù)器的輸入脈沖來源，使定時/計數(shù)器停止工作。單片機(jī)復(fù)位時，TMOD的各位均被清0。由于機(jī)器周期是非常穩(wěn)定的，計數(shù)值也就對應(yīng)一個固定的時間，定時/計數(shù)器的功能也就轉(zhuǎn)化為定時模式。比如先放入2000滴，再滴8000滴就可以把瓶子滴滿。需要注意的是：51單片機(jī)中的定時/計數(shù)器系統(tǒng)是單片機(jī)內(nèi)部一個獨(dú)立的硬件部分，它與CPU和晶振通過內(nèi)部某些控制線連接并相互作用，一旦CPU啟動計數(shù)器工作時，計數(shù)器便在輸入脈沖的作用下開始計數(shù)，計數(shù)器的計數(shù)與CPU的工作是同時進(jìn)行的，直到計數(shù)器計滿溢出將相應(yīng)的溢出標(biāo)志位置1，向CPU發(fā)出中斷請求，CPU在允許中斷的情況下才暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。因此，為了適應(yīng)控制領(lǐng)域的這一要求，單片機(jī)內(nèi)部都集成了定時/計數(shù)器。當(dāng)然，我們也可以用位操作指令來實(shí)現(xiàn)：EA=1，ET0=1。當(dāng)EA=0時，則所有中斷均被禁止；當(dāng)EA=1時，全局中斷允許打開，在此條件下，由各個中斷源的中斷控制位確定相應(yīng)的中斷允許或禁止。TF1：定時/計數(shù)器1（T1）的溢出中斷標(biāo)志位。單片機(jī)復(fù)位時，TCON的全部位均被清0。51單片機(jī)內(nèi)部有2個16位的定時/計數(shù)器，分別是T0和T1。中斷功能的存在，在很大程度上提高了單片機(jī)的實(shí)時處理能力，是單片機(jī)學(xué)習(xí)者必須掌握的重要內(nèi)容。i16。 //由于現(xiàn)只對液晶模塊進(jìn)行寫操作，故將LCD模塊的讀寫控制端置低電平write_cmd(0x38)。 //將使能端復(fù)位至低電平狀態(tài)，為下次操作做準(zhǔn)備 }(3) 向1602液晶顯示模塊寫數(shù)據(jù)函數(shù)：void wr