【正文】 DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需 要 60us才能完成。此后由于芯片忙于溫度轉(zhuǎn)換處理，當(dāng)控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出 ―0‖，當(dāng)儲存工作完成時，總線將輸出 ―1‖。 Search ROM（搜索芯片） [F0H]: 在芯片初始化后，搜索指令允許總線上掛接多 28 芯片時用排除法識別所有器件的 64位 ROM。 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編 代碼很緊湊，容易理解。 ○ 4 三極管的焊接：正確辨認(rèn)各引腳后按要求裝入規(guī)定位置，型號標(biāo)記要易見，焊接時間盡可能短。腐蝕液的成分為濃鹽酸、濃雙氧水、水，比例為 1： 2： 3，在配制腐蝕液時，先放水，再加濃鹽酸、 濃雙氧水，若操作時濃鹽酸、濃雙氧水或腐蝕液不小心濺到皮膚或衣物上要及時用清水清洗，由于要使用強(qiáng)腐蝕性溶液，操作時一定注意安全。新增的 3D 功能在加工印制版之前可以看到板的三維效果。 7 個按鍵實(shí)現(xiàn)了開機(jī)模式選擇，日期調(diào)節(jié)等功能，獨(dú)立按鍵的引入使得體現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的人性化，智能化，功能的強(qiáng)大。 人體紅外模塊的技術(shù)參數(shù) （ 1）工作電壓： DC5V 至 20V （ 2）靜態(tài)功耗： 65 微安 17 （ 3）電平輸出：高 ，低 0V （ 4）延時時間：可調(diào) ( 秒 ~18 秒 ) （ 5）封鎖時間： 秒 （ 6）觸發(fā)方式： L 不可重復(fù)， H 可重復(fù)，默認(rèn)值為 H （ 7）感應(yīng)范圍：小于 120 度 錐角， 7 米以內(nèi) （ 8）工作溫度： 15~+70 度 人體紅外模塊功能特點(diǎn) （ 1）全自動感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸入高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉高電平。這個指令不改變DDRAM 的內(nèi)容 顯示狀態(tài)開 /關(guān) 0 0 0 0 0 0 1 D C B D=1: 整體顯示 ON C=1: 游標(biāo) ON B=1:游標(biāo)位置反白允許 進(jìn)入點(diǎn) 設(shè)定 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 指定在數(shù)據(jù)的讀取與寫入時 ,設(shè)定游標(biāo)的移動方向及指定顯示的移位 游標(biāo)或顯示移位控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 設(shè)定游標(biāo)的移動與顯示的移位控制位 。其基本特性如下： ○ 1 低電源電壓（ VDD:++） ○ 2 顯示分辨率： 12864 點(diǎn) ○ 3 內(nèi)置漢字字 庫，提供 8192 個 1616 點(diǎn)陣漢字（簡繁體可選） 11 ○ 4 內(nèi)置 128 個 168 點(diǎn)陣字符 ○ 5 2MHZ 時鐘頻率 ○ 6 顯示方式： SIN、半透、正顯 ○ 7 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED,功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10 ○ 8 通 訊方式：串行、并行可選 ○ 9 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ○ 10 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計(jì) ○ 11 工作溫度： 0℃ —+55℃ ，存儲溫度： 20℃ —+60℃ 1．模塊管腳是連接外部電路的紐帶 ，在此模塊中管腳主要由控制管腳和數(shù)據(jù)管腳等構(gòu)成，現(xiàn)將其組成情況及相關(guān)功能介紹如下： 表 31 12864 液晶模塊接口說明 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS) H/L RS=―H‖,表示 DB7～ DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=―L‖,表示 DB7～ DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=―H‖,E=―H‖,數(shù)據(jù)被讀到 DB7～ DB0 R/W=―L‖,E=―H→L‖, DB7～ DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7～ 14 DB0～ DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H:8 位或 4 位并口方式， L:串口方式 16 NC 空腳 17 RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端 20 K VSS 背光源負(fù)端 2．控制器控制著模塊內(nèi)部指令的發(fā)出與否，存儲器則對指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲與更換，現(xiàn)將分別介紹控制器各接口及各存儲器的功能。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設(shè)置不由用戶更改。它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進(jìn)行計(jì)時，且 具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。熱敏電阻廣泛用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、軍事科學(xué)、宇航等各個領(lǐng)域，發(fā)展前景極其廣闊。 直接采用單片機(jī)定時計(jì)數(shù)器提供秒信號，計(jì)數(shù)的脈沖由外部提供， 定時的脈沖由外部晶振提供，定時加 1 的周期為一個機(jī)器周期；定時時間與初值和晶振頻率有關(guān)。萬年歷的程序復(fù)雜 ，采用 1T單片機(jī)有利于提高運(yùn)算速度，使萬年歷顯示更快捷。在一般的辦公設(shè)備上也很常見，如傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，以及 一些娛樂器材玩具等也常常見到 LCD 的足跡。本設(shè)計(jì)將采用 DS18B20 一線制數(shù)字溫度傳感器，可將溫度信號直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送給微處理器，電路簡單，成本低，實(shí)現(xiàn)了時間溫度同時顯示的效果。以電腦軟件或者電子產(chǎn)品形式出現(xiàn)的萬年歷被稱為電子萬年歷。目前市面上常用的有 16 字 1 行， 16 字 2 行， 20 字 2 行和 40 字 2 行等的字符模塊組。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)，使得 DS18B20 更受歡迎。設(shè)計(jì)中的測溫元 件采用的是 DS18B20 測溫元件 ,DS18B20 是由 DALLAS(達(dá)拉斯 )公司生產(chǎn)的一種溫度傳感器。第 8個字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM） : 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM）是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。使 用者在使用時便可根據(jù)自身需求進(jìn)行不同的顯示。 ○ 1 不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時時間一結(jié)束，輸出將自動從高電平變?yōu)榈碗娖健? 單片機(jī)模塊 STC12C5A60S2 單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快812 倍。在其中選擇打印效果最好的制作線路板。鉆孔完后，用細(xì)砂紙把覆在線路板上的墨粉打磨掉，用清水把線路板清洗干凈。 （ 2） 焊接質(zhì)量檢查 ○ 1 元器件不得有錯裝、漏裝、錯聯(lián)和歪斜松動等。初始化序列包括一個由總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和隨后由從機(jī)發(fā)出的存在脈沖： （ 1）復(fù)位：首先我們必須對 DS18B20芯片進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器（單片機(jī)）給 DS18B20單總線至少 480us的低電平信號。誠然，單總線上 可以同時掛接多個器件，并通過每個器件上所獨(dú)有的 ID號來區(qū)別，一般只掛接單個 18B20芯片時可以跳過 ROM指令（注意：此處指的跳過 ROM指令并非不發(fā)送 ROM指令，而是用特有的一條 ―跳過指令 ‖）。這樣 RAM中的兩個報警字節(jié)位將始終為EEPROM中數(shù)據(jù)的鏡像。最低有效位（位 0）如為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。所有這些信號，除存在脈沖外，都是由總線控制器發(fā)出的。芯片允許在讀過程中用復(fù)位信號中止讀取，即可以不讀后面不需要的字節(jié)以減少讀取時間。只有當(dāng)總線上只存在一個 DS18B20的時候才可以使用此指令。電源輸入電壓也是關(guān)鍵因素，在供電之前務(wù)必用萬用表先測量。要求焊接一種規(guī)格后再焊接另一種規(guī)格。一般來說經(jīng)過 23 次轉(zhuǎn)印，電路板就能很牢固的轉(zhuǎn)印在覆銅板上。因此在 PROTEL 上對原理圖進(jìn)行了繪制，從而得出了最終的完整電路原理圖 [附錄 1]。 獨(dú)立鍵盤模塊 鍵盤是人與萬年歷實(shí)現(xiàn)信息交互的接口，本設(shè)計(jì)中，我們采用 7 個獨(dú)立鍵盤，電路原理如下圖 39： 19 圖 39 獨(dú)立鍵盤 當(dāng)按鍵按下，與主控芯片連接的端口被降為低電平，按鍵松開則也升為高電平。字符顯示 RAM 在液晶模塊中的地址 80H～ 9FH。 地址計(jì)數(shù)器 AC: 地址計(jì)數(shù)器是用來貯存 DDRAM/CGRAM 之一的地址 ,可由設(shè)定指令暫存器來改變 ,之后只要讀取或?qū)懭?DDRAM/CGRAM 的值時，地址計(jì)數(shù)器的值就會自動加一。 LCD12864 的特征 帶中文字庫的 LCD12864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文 字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點(diǎn)漢字和 128 個 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集。 DS18B20 的主要特征 1） DS18B20 的主要特征： ① 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出； ② 先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信； ③ 最高 12位分辨率，精度可達(dá)土 ℃ ； ④ 12位分辨率時的最大工作周期為 750毫秒； ⑤ 可選擇寄生工作方式； ⑥ 檢測溫度范圍為 –55℃ ——+125℃ ； ⑦ 內(nèi)置 EEPROM，限溫報警功能； ⑧ 64位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機(jī)掛接； ⑨ 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。 電路設(shè)計(jì)最終方案確定 最終選擇單片機(jī) STC12C5A60S2 作為主控制器；選擇 LCD12864 型液晶作為顯示模塊，此模塊可以顯示字母、數(shù)字符號、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能； 選擇 采用 DS1302 時鐘芯片 ,使程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒，即農(nóng)歷陽歷時間的顯示。 溫度傳感器的選擇方案和論證 方案一： 采用熱敏電阻作為溫度傳感器 。它采用低電壓掃描驅(qū)動，具有：耗電少、使用壽命長、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， 89C51 是一種高效微控制器， 51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時由于不具備在線編程（ ISP）技術(shù)，當(dāng)在對電路進(jìn)行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ?序的新增功能需要燒入程序時，對芯片的多次拔插可能對芯片造成一定的損壞。在硬件系統(tǒng)中設(shè)有 7 個獨(dú)立按鍵和一個 LCD 顯示器，能顯示豐富的信息，根據(jù)使用者的需要可以隨時對時間進(jìn)行校準(zhǔn)、時間、溫度顯 示等，綜上所述此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。 1 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 基于單片機(jī)的萬年歷加溫度顯示設(shè)計(jì) I 基于單片機(jī)的萬年歷加溫度顯示設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)將制作一種基于單片機(jī)控制的帶實(shí)時溫度顯示、具有定時功能的電子萬年歷。本方案以 STC12C5A60S2單片機(jī)作為主控核心，與時鐘芯片 DS130溫度芯片 DS18B人體紅外感應(yīng)模塊、鬧鐘模塊、按鍵、 LCD 顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。 2 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 單片機(jī)芯片的選擇方案和 論證 方案一： 采用 89C51 芯片作為硬件核心， 89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器，采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲空間，能于 3V的超低壓工作，而且與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 LED 顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件。 經(jīng)過綜合比較最終選擇方案二，即采用 DS1302 時鐘芯片。它可在 1 秒鐘 (典型值 )內(nèi)把溫度變換成數(shù)字 經(jīng)過綜合比較最終選擇方案二，即采用采用 DS18B20 溫度傳感器。它可在 1 秒鐘 (典型值 )內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。顯示模塊采用 12864 液晶顯示器可實(shí)現(xiàn)對溫度和時間的直接顯示，清晰明了。 字型產(chǎn)生 RAM(CGRAM):字型產(chǎn)生 RAM 提供圖象定義 (造字 )功能 ,可以提供四組 1616 點(diǎn)的自定義圖象空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到 CGRAM 中，便可和 CGROM 中的定義一樣地通過 DDRAM 顯示在屏幕中。三種不同字符 /字型的選擇編碼范圍為： 0000～ 0006H （其代碼分別是 0000、 000 000 0006 共 4 個）顯示自定義字型， 02H～ 7FH 顯示半寬ASCII 碼字符， A1A0H～ F7FFH 顯示 8192 種 GB2312 中文字庫字形。 18 人體紅外模塊的外圍電路 由于 LCD12864 是 5V控制的顯示器，但紅外模塊的高電平輸出僅為 ，不符合我們的理想要求，所以本設(shè)計(jì)中我們采用電壓比較器來解決這個問題，原理圖如下圖 38： 圖 38 電壓比較器 該設(shè)計(jì)運(yùn)用電壓比較器原理，運(yùn)用 μa741芯片作為