【正文】 單片機的一種萬年歷優(yōu)化算法，維普資訊 [9] 吳有富，推導萬年星期歷的 turocc 程序，貴州民族學院 [10] 劉峰 周炳峻 李曉靜，遙控電腦萬年歷的改造，河北，應用與改造 [11] 藤迪安，最新萬年歷，《黑龍江珠算》 1996 年第 5 期 [12] 韓志軍 劉新民，數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 及其應用， 2021 年 3 月第 1 卷第 1 期 [13] 江太輝 鄧展威 DS18B20數(shù)字式溫度傳感器的特性與應用 《 電子技術》 2021年第 12 期 [14] 陳躍東 DS18B20集成溫度傳感器原理及其應用 ， 安徽機電學院學報 2021年 l2月第 l7卷第 4期 基于 51 單片機的電子 萬年 歷設計 共 15 頁，第 16 頁 致 謝 在 各位領導的悉心關懷 下；在 ***老師的 耐心 指導 下 ；在各位同學、朋友的貼心幫助下 ，本設計成功完成。另外可以通過軟件來調(diào)試硬件，如編寫一個簡單的顯示程序來測試顯示電路連接是否正確。 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 溫度轉(zhuǎn)換子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當采用 12位分辨率時轉(zhuǎn)換時間約為 750ms，在本程序設計中采用 1s顯示程序 延時 法等待轉(zhuǎn)換的完成。利用定時器計時，當達到 50ms溢出時，就送給該位熄滅符，在下一次溢出時，再送正常顯示的值，不斷交替，直到調(diào)整該位結束。 鍵盤接口的設計 由于按鍵只有 5個，用普通按鈕接 10K上拉電阻，用查詢法完成讀鍵功能。再來 1 個脈沖，第1個脈沖就會從最高位移出，進入下個 74LS164的第 1位。74LS164為 TTl單向 8位移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。 采用寄生電源供電方式時 VDD和 GND端均接地。圖 中的斜率累加器用于補償 和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正 減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù) 門 未關閉就重復上述過程，直到溫度寄存器值達到被測溫度值。主機根據(jù) ROM的前 56位來計算CRC值，并和存入 DS18B20的 CRC作比較，以判斷主機收到的 ROM數(shù)據(jù)是否正確。溫度值格式如圖 。 由表 可見， DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長，而且設定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間就越長。 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個調(diào)整暫存 RAM和一個易失性的可電擦除的 EERAM。 測溫電路的設計 測溫 電路主要使用溫度傳感器 DS18B20，由于精度要求不高所以采用 2 位共陽 LED 數(shù)碼管以動態(tài)掃描法實現(xiàn)溫度顯示。當它為 1時， DS1302停止震蕩，進入低功耗的備份方式。在時鐘 /日歷寄存器中的地址 9～ 31或 RAM寄存器中的地址 31不能寄存數(shù)據(jù)。 DS1302的控制字如 圖 。 DS1302數(shù)據(jù)操作原理 DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時必須先初始化，把 RST腳置為高電平，然后把 8位 地址和命令字裝 入移位寄存器，數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿被輸入。它經(jīng)過一個簡單的串行 接口與微處理器通信。 6個中斷源。所以 最后選擇 LED數(shù)碼管顯示方案。Ｃ ，最大分辨率可達 176。但是，在控制與顯示的結合上有些復雜，顯示模組資源相對有限，而且單片機的穩(wěn)定性不是很高。從成本上來講，用可編程邏輯器件來設計也沒有什么優(yōu)勢。為此設計了一種功能全面、計時準確、成本低廉的基于 51單片機的萬年歷。 singlechip processor。主控模塊用 AT89C5時鐘電路用 時鐘芯片 DS130顯示模塊用 LED 數(shù)碼管、 溫度檢測采用 DS18B20溫度傳感器 、鍵盤接口電路用普通按鍵接上拉電阻完成；軟件 利用 C語言編程實現(xiàn) 單片機程序控制 。 LED數(shù)字顯示的日歷鐘顯 示清晰直觀、走時準確、可以進行夜視，并且還可以擴展出多種功能 ?？刹捎?ALTERA公司的 FLEX10K系列 PLD器件。用凌陽 16位單片機做控制器最有特色的就是它的可編程音頻處理，可完成語音的錄制播放和識別。 測溫 部分的方案選擇 ，傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。而且由于 61板的存儲空間有限，液晶顯示就不能與語音播抱程序同時實 現(xiàn)。主要性能特點有： 8KB Flash ROM，可以檫寫 1000次以上，數(shù)據(jù)保存 10年。 全靜態(tài)工作方式： 0～ 24MHz。 DS1302 有主電源 /后備電源雙電源引腳： Vcc1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源，并提供低功率的電池備份； Vcc2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運用方式中， Vcc1連接到備份電，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數(shù)據(jù)。上電運行時，在 Vcc大于等于 ,RST腳必須保持低電平?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入 /輸出。 基于 51 單片機的電子 萬年 歷設計 共 15 頁，第 4 頁 表 DS1302 引腳功能 引腳號 引腳名稱 功 能 1 Vcc2 主電源 2,3 X1， X2 振蕩源，外界 晶振 4 GND 地線 5 RST 復位 /片選線 6 I/O 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端 (雙向 ) 7 SCLK 串行數(shù)據(jù)輸入端 8 Vcc1 后備電池 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM CK A4 A3 A2 A1 A0 RAM K 圖 DS1302 的控制字 DS1302共有 12個寄存器，其中有 7個寄存器與日歷 、 時鐘相關，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD碼形式。在此方式下，位 5是 AM/PM位，此位是高電 平時表示 PM低電平表示 AM。 64位 ROM的位結構如圖 。該字節(jié)各位的定義如圖 。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 2字節(jié)。若 TTH或 TTL，則將該器件內(nèi)的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應。 C 所對應的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 溫度寄存器中， 減法計數(shù)器 1和溫度寄存器被預置在 55176。另一種是 寄生電源供電方式 。顯示時采用串行口輸出段碼，用 1片 74LS164來驅(qū)動 3排數(shù)碼管，這樣掃描一次只需 7ms。 MR 腳（第 9 腳）為復位端，當該腳為低電平時，移位寄存器各位復 0；只有當它高電平時，時鐘脈沖才起作用。數(shù)據(jù)由 RXD()端輸入或輸出 ， 同步移位脈沖由 TXD()端輸出。在調(diào)整時間過程中，要調(diào)整的位與別的位應該有區(qū)別。其程序流程圖見 。 圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 結束 發(fā) DS18B20復位命令 初始化 調(diào)用顯示子程序 1S 到？ 初次上電？ 讀出溫度值 溫度計算處理 顯示數(shù)據(jù)刷新 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 N Y Y N 發(fā) DS18B20 復位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC校驗 9 字節(jié)完？ CRC 校 驗正確？ 移入溫度暫存器 結束 N Y Y N 基于 51 單片機的電子 萬年 歷設計 共 15 頁，第 14 頁 圖 計算溫度子程序流程圖 圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖 ６ 調(diào)試及性能分析 調(diào)試步驟 系統(tǒng)的調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。經(jīng)測試制作的電子萬年歷，誤差較大，設計可以通過換用標準晶振或用軟件進行修正。 在此， 我 對所有關心我們的領導、老師和同學、朋友表示 衷心 的 感謝 ！ 。 總之 ，本次設計 在各位領導的 精心安排與大力 支持 下；在指導老師的 耐心 指導下 ；在各位同學和朋友的 貼心 幫助下 解決了許多 設計中的實際 困難 ，我以 最低的成本 和最簡單的方案 設計出 了 功能強大 的 電子萬年歷 。時鐘和測溫部分的硬件電路很簡單， DS1302 通過 3 根線 、 DS18B20 只通過 1 根線與單片機相連接，很容易檢測，主要是檢測引腳晶振和電源是否接好。其程序流程圖如圖 所示 。閃爍原理就是，讓要調(diào)整的一位每隔一定時 間熄滅一次，比如說 50ms。 所以 根據(jù)提供的硬件電路圖，在編寫程序時，查共陽數(shù)碼管的段碼的二進制數(shù)據(jù)應該將正常的共陽數(shù)據(jù)管 0～ 9的二基于 51 單片機的電子 萬年 歷設計 共 15 頁，第 10 頁 進制值按位反序排序，如原來的二進制為 11000000（ C0H），要改為 00000011（ 03H），就能使數(shù)碼管正常顯示。在給出了 8個脈沖后，最先進入 74LS164 的第一個字節(jié)數(shù)據(jù)到達了最高位。單片機以串口方式 0（移位寄存器方式）輸出數(shù)據(jù)， 3片 74LS164作為 3排共陽數(shù)碼管的串 /并轉(zhuǎn)換顯示接口。 當 DS18B20 處于 寫 存儲器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10us。 減法計數(shù)器 1 對低溫系數(shù) 晶振 產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器 1 的預置值減到 0時，溫度寄存 的 值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置值將重新被裝入，減法計數(shù)器 1 重新開始對低 溫度系數(shù) 晶振 產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器 2計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。 在 64位 ROM的最高有效字節(jié)中存儲 有循環(huán)冗余檢驗 碼（ CRC） 。 C/LSB形式表示。在 DS18B20出廠時該位被設置為 0，用戶不要去改動， R1和 R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，即用來設置分辨率，定義方法見表 。非易失性溫度報警觸發(fā)器 TH和 TL，可通過軟件寫入戶報警上下限。 表 內(nèi)部寄存器地址和內(nèi)