【文章內(nèi)容簡介】 c1 時(shí)，DS1302 由 Vcc1 供電。X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。RST 是復(fù)位/片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST 輸入有兩種功能：首先，RST 接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RSTS 置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電動(dòng)行時(shí)，在 Vcc 大于等于 之前，RST 必須保持低電平。中有在 SCLK 為低電平時(shí)，15才能將 RST 置為高電平，I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入端（雙向） 。SCLK 始終是輸入端。圖 時(shí)鐘芯片與單片機(jī)的連接 溫度采集模塊設(shè)計(jì)如圖 所示,采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，它是數(shù)字式溫度傳感器，具有測量精度高，電路連接簡單特點(diǎn)，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸， 與 DS18B20 的 I/O 口連接加一個(gè)上拉電阻,Vcc 接電源,Vss 接地。圖 溫度傳感器與單片機(jī)的連接 功能按鈕設(shè)計(jì)當(dāng)按鈕被按下時(shí),該按鈕對應(yīng)的 I/O 口被拉為低電平,松開時(shí)按鈕對應(yīng)的I/O 口由內(nèi)部的上拉電阻將該 I/O 拉為高電平,如圖 所示：圖 功能按鍵電路 16*2 LCD1602液晶顯示電路設(shè)計(jì)根據(jù)其讀寫的時(shí)序模擬總線的方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊，首先將數(shù)據(jù)16從 I/O 口讀入或送出，再選擇 R/W 和 RS 的電平進(jìn)行不同的操作，在使能端 E下降沿時(shí)觸發(fā)數(shù)據(jù)的讀入或送出。注意 P0 口要接上拉電阻，如圖 所示：圖 LCD液晶顯示屏與單片機(jī)的連接本設(shè)計(jì)的具在溫度指示的數(shù)字萬年歷的總體電路圖如圖 所示：圖 總體電路圖5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)17 系統(tǒng)模塊的功能分劃分萬年歷程序設(shè)計(jì)總體上分為四個(gè)大模塊，分別是 DS1302 時(shí)鐘程序模塊、DS18B20 測溫模塊、LCD 顯示模塊、鍵盤功能模塊。a. DS1302時(shí)鐘程序模塊包括設(shè)置 DS1302 初始時(shí)間、從 DS1302 讀時(shí)間子程序、寫 1302 一字節(jié)子程序、讀 1302 一字節(jié)、關(guān)閉寫保護(hù)、開啟寫保護(hù)、關(guān)閉時(shí)鐘、延時(shí)子 100MS 程序。b. DS18B20測溫模塊包括 DS18B20 的初始化子程序、DS18B20 數(shù)據(jù)處理子程序、讀出溫度值的子程序、DS18B20 復(fù)位子程序、寫 DS18B20 的 1 位字節(jié)子程序、讀 DS18B20 的1 個(gè)字節(jié)子程序。c. LCD顯示模塊包括 LCD 初始化子程序、寫入控制命令的子程序、判斷 LCD 顯示器是否忙的子程序、向 LCD 中的 DDRAM 中寫數(shù)據(jù)、查詢 LCD 字符表、調(diào)整模式的顯示子程序、正常模式 LCD 顯示子程序。d. 鍵盤功能模塊包括模式選擇按鍵 SET 子程序、調(diào)整模式選擇子程序、OUT 鍵掃描子程序、UP 按鍵掃描子程序、DOWN 按鍵掃描子程序。 總體程序流程框圖本設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)功能的總體程序流程框圖如下圖 所示：18調(diào)用調(diào)整模式模塊NO 停止時(shí)鐘,置時(shí)鐘停止標(biāo)志位YESCOUNT 值賦給 A調(diào)用 JMP @A+DPTR 散轉(zhuǎn)指令散轉(zhuǎn)到 8 個(gè)跳轉(zhuǎn)首地址由 COUNT 的值轉(zhuǎn)入秒/分/時(shí)/星期/日期/月/年的修改位的操作掃描 OUT、UP、DOWN三個(gè)按鍵OUT、 UP、DOWN 三個(gè)按鍵如果有按下，執(zhí)行相應(yīng)的功能調(diào)用調(diào)整模式下的顯示子程序返回標(biāo)志位DONE 的查詢當(dāng)前時(shí)鐘停止嗎？標(biāo)志位 DONE=1 嗎？NO調(diào)用 LCD 顯示模塊 掃描 SET 按鈕清時(shí)鐘停止、調(diào)整模式標(biāo)志位4 個(gè)模塊的初始化程序開始SET 鍵有按下 COUNT 加 1YES圖 總體程序流程框圖19 時(shí)鐘調(diào)整時(shí)間的流程圖時(shí)鐘調(diào)整時(shí)間的流程圖 所示： YES時(shí)鐘顯示開始判斷 SET 鍵是否有按下？COUNT 計(jì)算按鍵的次數(shù)1 次，進(jìn)入秒調(diào)整 2 次，進(jìn)入分調(diào)整 3 次，進(jìn)入時(shí)調(diào)整等待按鍵 等待按鍵 等待按鍵UP有效DOWN有效OUT有效DOWN有效UP有效DOWN有效UP有效OUT有效OUT有效加 1 減 1 加 1 減 1加 1 減 1NO5…7 次同理周、日/月/年的調(diào)整……退出時(shí)間調(diào)整圖 20 修改鍵“UP”的功能流程圖修改鍵“UP”的功能流程圖如圖 所示：…… …… …… …… …… ……A 賦給秒的單元內(nèi)容秒對應(yīng)的單元內(nèi)容賦給 A，A 再加 1年位的加1操作加 1 后秒內(nèi)容溢出嗎?BCD 碼調(diào)整溢出置 0退出秒的加 1 操作……YE溫度轉(zhuǎn)換讀取溫度數(shù)值流程圖 SNO散轉(zhuǎn)指令 JMP @A+DPTR賦跳轉(zhuǎn)的表頭給 DPTRA的值為0是退出秒位的加1操作分位的加1操作時(shí)位的加1操作星期位的加1操作日位的加1操作月位的加1操作圖 “UP”的功能流程圖退出 UP鍵的掃描NOYES延時(shí)，將 COUNT 的值賦給 A端口寫 1，并掃描UP 鍵是否有按下？開始21單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對溫度傳感器 DS18B20 的溫度轉(zhuǎn)換讀取溫度數(shù)值流程圖如下圖 所示：圖 初始化 DS18B20開始應(yīng)答脈沖發(fā)起 Skip Rom 命令發(fā)起 Convert 命令延時(shí) 1S 等待溫度轉(zhuǎn)換完成初始化 DS18B20應(yīng)答脈沖發(fā)起 Read Seratchpad 命令讀取第 2 字節(jié)即為溫度數(shù)據(jù)NOYESYESNO226 系統(tǒng)仿真測試首先把各個(gè)模塊的程序編好，在偉福 W6000 中調(diào)試沒有錯(cuò)誤后，再到Protues 中畫好并連接電路圖進(jìn)行程序仿真。各個(gè)部分的功能后再把它們綜合到一個(gè)主程序中去，在偉福 W6000 中調(diào)試通過后再把它用 Keil uVision2軟件把程序生成 hex 格式最后到 Protues 中仿真。在綜合到一起的時(shí)候，出現(xiàn)了 RAM 分配錯(cuò)誤的問題，因?yàn)樵仁且粋€(gè)模塊子程序在運(yùn)行，RAM 的分配只要不要跟子程序中的分配不沖突就可以了，但是在綜合各個(gè)模塊子程序的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn) RAM 分配沖突的問題。最好是在設(shè)計(jì)程序之前先把 RAM 的空間分配好。 KEIL的使用 Keil uVision2 是目前使用廣泛的單片機(jī)開發(fā)軟件，它集成了源程序編輯和程序調(diào)試于一體，支持匯編、C、PL/M 語言。keil C51 的使用： 點(diǎn)擊桌面快捷圖標(biāo)，如圖 所示，可以直接進(jìn)入主畫面：在 Keil 系統(tǒng)中，每做個(gè)獨(dú)立的程序，都視為工程（或者叫項(xiàng)目）。首先從菜但的“工程”中“新建工程...”，建立我們 圖 快捷圖標(biāo)將要做的工程項(xiàng)目如圖 所示： 圖 新建建工程新建的工程要起個(gè)與工程項(xiàng)目意義一致的名字，可以是中文名；我們這里23的程序是實(shí)驗(yàn)測試程序，所以起的名字為 Test ，并將 Test 工程“保存”到 D:\Keil 下如圖 所示：圖 新建名工程窗口接下來，Keil 環(huán)境要求我們?yōu)?Test 工程選擇一個(gè)單片機(jī)型號；我們選擇 Atmel 公司的 89C52（雖然我們使用的是 89S52，但由于 89S52 與 89C52 內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)完全一樣，所以這里依然選擇“89C52”），如圖 所示：24 圖 “確定”后工程項(xiàng)目就算建立了。立了工程項(xiàng)目，肯定要實(shí)施這個(gè)工程，現(xiàn)在就為工程添加程序；點(diǎn)擊“文件”中的“新建”，新建一個(gè)空白文檔，如圖 所示；這個(gè)空白文檔就是讓我們編寫單片機(jī)程序的場所。在這里你可以進(jìn)行編輯、修改等操作。圖 新建文件25寫完后再檢查一下，并保存文件，保存文件時(shí)，其文件名最好與前面建立的工程名相同（當(dāng)然這里為 Test 了），其擴(kuò)展名必須為 .Asm ！“文件名”中一定要寫全，如： ；保存后的文檔彩色語法會(huì)起作用，將關(guān)鍵字實(shí)行彩色顯示,如圖 所示：圖 保存文檔保存了 Asm 文件后，還要將其添加到工程中。具體做法如下：（如下圖 所示）鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊 “Source Group 1”，在彈出的菜單中選“增加文件到組 Source Group 1”圖 添加文件26在接下來出現(xiàn)的窗口中，選擇“文件類型”為“Asm 源文件（*.a*,*.src）”（由于我們使用的是匯編語言，所以選擇 Asm 源文件），選中剛才保存的 ，按“Add”，再按“關(guān)閉”，文件就添加到了工程中，如圖 所示：圖 添加到工程中向工程添加了源文件后，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊 “TarGet 1” ，在彈出的菜單中選“目標(biāo) Target 1 屬性”：在打開的話框中，選擇“輸出”選項(xiàng)卡，在這個(gè)選項(xiàng)卡中，“E 生成 HEX文件”選項(xiàng)前要打勾，按“確定”退出，如圖 所示。圖 目標(biāo) TarGet 1屬性最后，從菜單的“工程”中執(zhí)行“R 重新構(gòu)造所有目標(biāo)”（或者按下圖紅圈中的按鈕），匯編、連接、創(chuàng)建 Hex 文件一氣呵成；在工程文件的目錄下就27會(huì)生成與工程名相同的一些文件，其中大部分文件我們并不必關(guān)心，而生成的 Hex 文件是我們需要的！它是要燒寫到單片機(jī)中的最終代碼，也就是單片機(jī)可以執(zhí)行的程序。 這里生成的是 ，稍后就寫入。若在下面的狀態(tài)窗中有錯(cuò)誤提示，就需要再次編輯、修改源程序（如語法、字符有錯(cuò)等）、保存、構(gòu)造所有。直至沒有錯(cuò)誤,如圖 所示：圖 hex格式接下來，我們啟動(dòng) Protues 軟件仿真，將剛剛生成的 燒寫到單片機(jī)芯片，在實(shí)驗(yàn)板上實(shí)際驗(yàn)證一下。 Protues軟件仿真Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于 Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動(dòng)態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟28件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。（1）進(jìn)入 Proteus ISIS雙擊桌面上的 ISIS 6 Professional 圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的 “開始”→“程序”→“Proteus 6 Professional” →“ISIS 6 Professional” ，出現(xiàn)如圖 所示屏幕，表明進(jìn)入 Proteus ISIS 集成環(huán)境。 圖 啟動(dòng)屏幕(2)工作界面Proteus ISIS 的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 界面，如圖 42 所示。包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口，如圖 所示：29圖 工作界面根據(jù)設(shè)計(jì)原理畫出仿真原理圖（如附錄二），檢查電路連接無誤后，雙擊單片機(jī)芯片 AT89S52，如圖 所示：圖 燒寫程序30把生成的 燒寫到單片機(jī)芯片，點(diǎn)擊仿真進(jìn)程控制按鈕，點(diǎn)擊運(yùn)行，觀看 LCD 液晶顯示效果，若在實(shí)驗(yàn)板上實(shí)際驗(yàn)證的并不是我們預(yù)期的效果，那么，就需要再次返回到編輯、修改源程序那一步，修改后再構(gòu)造所有，再次將生成的Hex 文件在 51ISP 中燒寫、實(shí)驗(yàn)，直至成功！如下圖 是本設(shè)計(jì)測試的效果顯示。圖 測試結(jié)果顯示31致 謝本次設(shè)計(jì)是我們遇到過的較大的設(shè)計(jì)，所以遇到的問題也比較的多，尤其是以前沒有接觸過如此復(fù)雜的硬件電路以及軟件編程，在軟、硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試中遇到了不少的困難，在李建軍老師的耐心指導(dǎo)下和同學(xué)的幫助才逐一克服了難題，學(xué)習(xí)到了不少的專業(yè)知識(shí)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程之前，我已經(jīng)在網(wǎng)上找了相關(guān)方面的資料，萬事開始難，一開始不知道從哪里下手。后來慢慢學(xué)會(huì)分析系統(tǒng)，將系統(tǒng)模塊化，各個(gè)模塊可以在軟件或者硬件上實(shí)現(xiàn)。在確保各個(gè)模塊的硬件電路和與之相搭配的程序能夠正常工作后在把它們組成一個(gè)系統(tǒng)。由于我的理論知識(shí)水平有限，實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)的過程中難免還存在一些問題甚至是錯(cuò)誤。懇請各位老師批評指導(dǎo)，以便我在以后的學(xué)習(xí)和工作中加以改正。我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師和在這三年中辛勤培育過我的所有老師及領(lǐng)導(dǎo)，希望我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能給各位老師交上一份滿意的答卷，也為我這三年的大學(xué)生活畫上一個(gè)圓滿的句號！本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成離不開我的指