【文章內容簡介】 止震蕩。當它為 0時，時鐘將開始啟動。 AM－ PM/12－ 24[小 ]時方式： [小 ]時寄存器的位 7 定義為 12或 24[小 ]時方式選擇位。它為高電平時，選擇 12[小 ]時方式。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。在 24[小 ]時方式下，位 5 為第二個 10[小 ]時位（ 20～ 23h）。 表 內部寄存器地址和內容 積存 器名 命令字節(jié) 取值范圍 積存器內容 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒積存器 80H 81H 00~59 CH 10S SEC 分積存器 82H 83H 00~59 0 10 min MIN [小 ]時積存器 84H 85H 00~23 或 01~12 12/24 0 10A/P HR HR 日積存器 85H 87H 01~28， 29， 30，31 0 0 10DATE DATE 月積存器 88H 89H 01~12 0 0 0 10M MONTH 周積存器 8AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 DAY 年積存器 8CH D3H 00~99 10YEAR YEAR 燕京理工學院課程設計 第 8 頁 DS1302 的晶震選用 ，電容推薦值為 33pF，因為震蕩頻率較低，也可以不接電容，對計時精度影響不大。 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 LCD數(shù)碼管以動態(tài)掃描法實現(xiàn)溫度顯示。其設計原理圖如附件一所示。 溫度傳感器工作原理 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏 電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據實際要示通過簡單的編程實現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 DS18B20 的性能特點如下： 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信； 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點組網功能； 無須外部器件； 可通過數(shù)據線供電，電壓范圍為 ～ ； 零待機功耗； 溫度以 9或 12 數(shù)字量讀出； 用戶可定義的非易失性溫度報警設置； 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件； 負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常 工作。 DS18B20 采用 3腳 PR— 35 封裝或８腳 SOIC 封裝，其內部結構框圖如圖 所示。 64 位 ROM 的位結構如圖 所示。開始 8位是產品類型的編號，接著是每個器件的唯一的序號，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗碼，這也是多個 DS18B20 可以采用一線進行通信的原因。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。 DS18B20 溫度傳感器的內部存儲器還包括一個調整暫存 RAM 和一個易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存 RAM 的結構為 8字節(jié)存儲器，結構如圖 所示。頭 2 個字節(jié) 包含測得的溫度信息，第 3 和第 4節(jié)是 TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第5個字節(jié)為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數(shù)字轉換分辨率。 DS18B20 工作時按此寄存器中的分辨率將溫度轉換為相應精度的數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖 所示。低 5位一直 1， M是測試模式位，用于設置 DS18B20在工作模式還是在測試模式。在 DS18B20出廠時該位被設置為 0，用戶不要去改動， R1 和 R0決定溫度轉換的精度位數(shù)，即用來設置分辨率，定義方法見表 。 由表 可見， DS18B20 溫度轉換的時間比較長，而且設 定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據轉換時間就越長。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。 高速暫存 RAM 的第 8 字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯 1。第 9 字節(jié)讀出前面所有 8 字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗數(shù)據，從而保證通信數(shù)據的正確性。 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以 16燕京理工學院課程設計 第 9 頁 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)。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據，讀數(shù)據時低位在先，高位在后，數(shù)據格式以 176。 C/LSB 形式表示。溫度值格式如圖 所示。 8 位檢驗 CRC 48 位序列號 8 位工廠代碼（ 10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB 圖 64 位 ROM 結構圖 溫度 LSB 1 字節(jié) 2 字節(jié) 3 字節(jié) 4 字節(jié) 5 字節(jié) 6 字節(jié) 7 字節(jié) 8 字節(jié) 9 字節(jié) 溫度 MSB TH 用戶字節(jié) 1 TL 用戶字節(jié) 2 TH用戶字節(jié) 1 配置寄存器 TL用戶字節(jié) 2 保留 保留 保留 CRC 圖 高速暫存 RAM 結構圖 64位 ROM 和 單線接口 圖 內部結構圖 存儲器與控制邏輯 高速 緩存 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8位 CRC發(fā)生器 I/O C VDD EEROM 燕京理工學院課程設計 第 10 頁 TM R1 R0 1 1 1 1 1 圖 配置寄存器 表 DS18B20 分辨率的定義規(guī)定 R1 R0 分辨率 /位 測量最大轉換時 間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 表 DS18B20 溫度與測得值對應表 溫度 /176。 C 二進制表示 十六進制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H +5 0000 0001 1001 0001 0191H +5 0000 0000 1010 0010 00A2H + 0000 0000 0000 1000 0008H 0 0000 0000 0000 0000 0000H 1111 1111 1111 1000 FFF8H 5 1111 1111 0101 1110 FF5EH 25 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 23 22 21 20 21 22 23 24 S S S S S S6 S5 S4 圖 溫度數(shù)字值格式 LS 字節(jié) MS 字節(jié) 燕京理工學院課程設計 第 11 頁 表 74LS164 特性表 操作模式 輸 入 輸 出 復 位 MR A B Q0 Q1~Q7 移 位 L L Q0~Q6 H L L L Q0~Q6 H L H L Q0~Q6 H H L L Q0~Q6 H H H H Q0~Q6 74LS164 內部為 8個 D觸發(fā)器，用以實現(xiàn)數(shù)據的串行移位， 74LS164 特性見表 。單片機以串口方式 0（移位寄存器方式）輸出數(shù)據， 3 片 74LS164 作為 3 排共陽數(shù)碼管的串 /并轉換顯示接口。 74LS164 為 TTl 單向 8位移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中 A、 B（第 2腳）為串行數(shù)據輸入端， 2個引腳按邏輯“與”運算規(guī)律輸入信號，共一個輸入信號時可并接，共同作為輸入腳。 CP（第 8腳）為時鐘輸入端，可連接到串行口的 TXD 端。每一個時鐘信號的上升沿加到 CP 端時，移位寄存器移一位。 8 個時鐘脈沖過后， 8 位二進制數(shù)全部移入 74LS164 中。 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。 Q1～ Q8(第 3～ 6和 10～ 13引腳 )并行輸出端分別接數(shù)碼管的 h～ a（因為串口從低位開始傳送）各段對應的引腳上。在給出了 8 個脈沖后，最先進入 74LS164 的第一個字節(jié)數(shù)據到達了最高位。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。 3片 74LS164首尾相串，而時鐘端則接在一起。這樣，當輸入 8個脈沖時，從單片機 RXD 端輸出的第1字節(jié)數(shù)據就進入了第 1 片 74LS164 中，而當?shù)?2個 8個脈沖到來后，第 1 字節(jié)數(shù)據就進入了第 2 片 74LS164，而隨后的第 2 字節(jié)的數(shù)據則進入了第 1 片 74LS164。 這樣，當?shù)?個 8個脈沖完成后，首次送出的數(shù)據被送到了最下面的 164（第 3 片）中，其它數(shù)據依次出現(xiàn)在第二和第一片 74LS164 中，實現(xiàn)了數(shù)據在 74LS164 中的串行輸入、并行輸出。 預置 計數(shù)器 1 減法計數(shù)器 1 低溫度系數(shù)振蕩器 減到 0 減法計數(shù)器 2 預置 溫度寄存器 減到 0 高溫度系數(shù)振蕩器 斜率累加器 計數(shù)比較器 增加 圖 DS18B20 測溫原 理 圖 停止 燕京理工學院課程設計 第 12 頁 在方式 0狀態(tài)下，串行口為同步移位寄存器方式，其波特率是固定的，為 fosc/12。數(shù)據由 RXD()端輸入或輸出，同步移位脈沖由 TXD()端輸出。發(fā)送、接收數(shù)據時低位在先。所以根據提供的硬件電路圖，在編寫程序時，查共陽數(shù)碼管的段碼的二進制數(shù)據應該將正常的共陽數(shù)據管 0～ 9 的二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。 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。 燕京理工學院課程設計 第 13 頁 第 5 章 系統(tǒng)程序的設計 陽歷程序設計 因為使用了時鐘芯片 DS1302，陽歷程序只需從 DS1302 各寄存器中讀出年、周、月、日、 [小 ]時、分、秒等數(shù)據，再處理即可。在首次對 DS1302 進行操作之前，必須對它進行初始化，然后從 DS1302 中讀出數(shù)據，再經過處理后，送給顯示緩 沖單元。陽歷程序流程圖見圖 所示。 時間調整程序設計 調整時間用 5 個調整按鈕， 1 個作為移位、控制用， 2個作為加和減用，還有 2 個作為鬧鐘調整使用，分別定義為控制按鈕、加按鈕、減按鈕、鬧鐘加按紐、鬧鐘減按紐。在調整時間過程中，要調整的位與別的位應該有區(qū)別。所以增加了閃爍功能，即調整的位一直在閃爍，直到調整下一位。閃爍原理就是，讓要調整的一位每隔一定時間熄滅一次，比如說 50ms。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，直到調整該位結束。此時送正常顯示值給該位，再進入下一位調整閃爍程序。時間調整程序流程圖如圖 所示。 初始化 1302 1302 開始振蕩 從 1302 中讀出年、周、月、日、 [小 ]時、分、秒 開 始 讀出的 數(shù)據都為BCD 碼，將其高低位分離送顯示緩沖單元 圖 陽歷程序流 程圖 燕京理工學院課程設計 第 14 頁 等待按鍵程序 減鍵有效 年減 1 控制鍵有效，進入年調整程 序員 加鍵有效 年加 1 等待按鍵程序 減鍵有效 日 減 1 控制鍵有效，進入 日 調整程 序員 加鍵有效 日 加 1 等待按鍵程序 減鍵有效 [小 ]時 減 1 控制鍵有效，進入 [小 ]時 調整程 序員 加鍵有效 [小 ]時 加 1 等待按鍵程序 減鍵有效 月 減 1 控制鍵有效，進入 月 調整程 序員 加鍵有效 月 加 1 等待按鍵程序 減鍵有效 星期 減 1 控制鍵有效，進入 星期 調整程 序員 加鍵有效 星期 加 1 等待按鍵程序 減鍵有效 分 減 1 控制鍵有效，進入 分 調整程 序員 加鍵有效 分 加