【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51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(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖所示。2．2 DS1302芯片DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，～。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是基于芯片DS1202的換代商品，但其同時(shí)能與DS1202芯片兼容，與一代芯片不一樣的地方在于該芯片增加了新的電源引腳（主、備電源均進(jìn)行了設(shè)計(jì)），后備電源還能獲得電流充電的補(bǔ)充功能。 12864液晶顯示屏12864是128*64點(diǎn)陣液晶模塊的點(diǎn)陣數(shù)簡(jiǎn)稱，業(yè)界約定俗成的簡(jiǎn)稱。該點(diǎn)陣構(gòu)成方式的經(jīng)濟(jì)成本較低，適用范圍廣，多見于常規(guī)小型設(shè)備等的顯示。圖 1 12864液晶顯示屏圖2 12864液晶顯示屏基本參數(shù) 電容RESPACK8 排阻（Network Resistor），即網(wǎng)絡(luò)電阻器（Wirewound Resistor）。排阻是將眾多的電阻集中組合裝配于一體后構(gòu)成。其中設(shè)定了一個(gè)公共的引腳可以將各個(gè)電阻的一個(gè)引腳連接在一起，電阻的另一個(gè)引腳完全正常引出。由上可以得到排阻之間有M個(gè)電阻構(gòu)成，那么整體包含M+1個(gè)引腳。從結(jié)構(gòu)上來看，排阻的最左側(cè)是公共引腳，標(biāo)示為一個(gè)單獨(dú)的色點(diǎn)。排阻的特征是安裝簡(jiǎn)易、占用體積小，適合電子器件。因而在計(jì)算機(jī)、LED、電腦主板結(jié)構(gòu)以及微小家電中應(yīng)用廣泛。排阻的公共端外觀顏色常為黑色或者黃色，其在封裝帶標(biāo)示為白色點(diǎn)狀。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件框圖如圖3圖 3 系統(tǒng)硬件框圖該設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：①功能多，能實(shí)現(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒、溫度的直觀顯示，而且通過按鍵能夠?qū)r(shí)間進(jìn)行調(diào)整。②耗能低，僅僅需要3節(jié)電池組成，驅(qū)動(dòng)電池工作時(shí)間較長(zhǎng)。③實(shí)現(xiàn)鬧鐘定時(shí)功能，當(dāng)時(shí)鐘時(shí)間與設(shè)置好的鬧鈴時(shí)間一致時(shí)，蜂鳴器發(fā)出鬧鈴音，這是按下任意按鍵，可終止鬧鈴。 本設(shè)計(jì)中的的控制核心部件是單片機(jī)AT89C51，其工作電壓值要求為5V,該單片機(jī)能耗低，性能高，是一款經(jīng)典的CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kBytes ISP(Insystem programmable)的只讀程序存儲(chǔ)器，可以擦拭1000次，器件采取了ATMEL高密度、不易失性存儲(chǔ)技術(shù)，同時(shí)兼容了80C52引腳以及相關(guān)指令系統(tǒng)。本芯片內(nèi)部使用了通用處理器（8位），微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)AT89C51功能強(qiáng)大，能夠?yàn)榭刂茟?yīng)用系統(tǒng)提供存儲(chǔ)支持；電路中的時(shí)鐘部分由DS1302完成我，其特征是自帶RAM實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它還可以對(duì)年、月、甚至分秒等時(shí)間單位進(jìn)行計(jì)時(shí)，閏年的功能也已經(jīng)設(shè)定了正確補(bǔ)償?！?。數(shù)據(jù)傳輸采取了三線連接方式，能夠單次發(fā)送多字節(jié)信息數(shù)據(jù)。在芯片DS1302以內(nèi)，設(shè)置了一個(gè)存儲(chǔ)臨時(shí)文件及數(shù)據(jù)的RAM寄存器。這一設(shè)置能夠自動(dòng)記錄年月日、時(shí)秒分等功能單位信息，使用效果良好，另外該芯片自帶斷電保護(hù)功能，能在緊急情況下，自動(dòng)保存相關(guān)數(shù)據(jù)。而DS18B20則主要負(fù)責(zé)了溫度控制，具備單獨(dú)的接口方式，該單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于其連接主機(jī)時(shí)，簡(jiǎn)便易操作，僅需要單線通訊，測(cè)溫范圍是零下55至125℃。當(dāng)有數(shù)個(gè)DS18B20時(shí)，可以同時(shí)并聯(lián)接線至三線端口，并聯(lián)數(shù)量的上限為8。若數(shù)量查過8個(gè)則會(huì)拉低使用電壓，造成傳輸失穩(wěn)。驅(qū)動(dòng)的顯示功能也需要依靠排阻完成，主要包含了顯示屏（12864）以及驅(qū)動(dòng)器（RESPACK8），該款顯示器屬于工業(yè)用液晶屏，點(diǎn)陣顯示成本經(jīng)濟(jì)合理，在微小型電子設(shè)備中應(yīng)用廣泛。 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)主要由AT89C51 單片機(jī)，DS1302 時(shí)鐘芯片，DS18B20 溫度傳感器，13864 液晶顯示屏，蜂鳴器以及4 個(gè)獨(dú)立式按鍵組成。圖 4 電子萬年歷電路原理圖上圖圖4顯示了萬年歷的原理標(biāo)示圖紙，主控件構(gòu)成基本結(jié)構(gòu)包括AT89C51，DS1302（時(shí)鐘），RESPACK8（驅(qū)動(dòng)），12864（液晶顯示），以及掃描電路等五個(gè)重要部分。（1）主控制器AT89C51ATMEL公司開發(fā)的單片機(jī)型號(hào)AT89C51市場(chǎng)反應(yīng)良好，利用靜態(tài)設(shè)計(jì)方法（80C51），并采取了優(yōu)異的工藝制造方式。其特征是含程序存儲(chǔ)器（不易失），能耗低，性能全面，是一款通用的8位處理器。重要參數(shù)是8KB的寄存器結(jié)構(gòu)們能夠?qū)崿F(xiàn)1000次以上的數(shù)據(jù)擦拭，且有效保存數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)達(dá)10年以上?！?256字節(jié)內(nèi)部RAM；● 電源控制模式； ● 時(shí)鐘可停止和恢復(fù)； ● 空閑模式； ● 掉電模式； ● 6個(gè)中斷源； ● 4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)； ● 4個(gè)8位I/O口； ● 全雙工增強(qiáng)型TUAR● 3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器：T0、T1(標(biāo)準(zhǔn)80C51)和增加的T2（捕獲和比較） ● 全靜態(tài)工作方式：0～24MHZ（2） 時(shí)鐘電路DS1302 DS1302的性能特性： ● 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行比較； ● 用于高速數(shù)據(jù)暫存的31*8位RAM； ● 最少引腳的串行I/O； ● ～； ● ； ● 用于時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)讀/寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式； ● 簡(jiǎn)單的三線接口； ● 可選的慢速充電（至VCC1）的能力。 在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，對(duì)DS1302需要初始化處理，具體方法是設(shè)置RST到高電平位置，輸入8位地址以及命令，保障數(shù)據(jù)在上升沿得到有效訪問。時(shí)間周期開始時(shí)，命令節(jié)需要已經(jīng)移入寄存器內(nèi)部，另外關(guān)于時(shí)鐘周期的操作數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)寫入的形式實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘的單此脈沖以單字節(jié)表達(dá)，具體形式是8+8，若脈沖為多字節(jié)時(shí)，則表現(xiàn)為8+形式，最大字節(jié)數(shù)為248字節(jié)數(shù)。假定，傳送過程RST為低電平形式，那么將停止本次數(shù)據(jù)傳送過程，并且輸入輸出引腳切換為高阻態(tài)模式。上電前，需要保值SCLK低電平位置，保障RST置高的正常進(jìn)行。DS1302具備對(duì)時(shí)間單位由大到小的計(jì)算，例如秒、分、時(shí)、日、周、月、年。年度若遇閏年，時(shí)間自動(dòng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功能。本芯片內(nèi)部包含了實(shí)現(xiàn)臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的RAM寄存器結(jié)構(gòu)，芯片采用三線接口進(jìn)行有效通訊。DS1302是基于芯片DS1202的換代商品，但其同時(shí)能與DS1202芯片兼容，與一代芯片不一樣的地方在于該芯片增加了新的電源引腳（主、備電源均進(jìn)行了設(shè)計(jì)），后備電源還能獲得電流充電的補(bǔ)充功能。日期調(diào)整時(shí)，以月度時(shí)間和月末日期進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，具備準(zhǔn)確的 閏年調(diào)整功能。同時(shí)，時(shí)鐘電路運(yùn)行后，計(jì)時(shí)制式可以選擇12小時(shí)或者24小時(shí)兩個(gè)使用周期。該芯片數(shù)據(jù)傳輸采取了三線連接方式，能夠單次發(fā)送多字節(jié)信息數(shù)據(jù)。對(duì)于主、備電源的電源引腳：VCC1在單電源中與電池供電能夠?qū)崿F(xiàn)較低的電源，并且提供功率數(shù)據(jù)抄錄記憶；若是雙電池源，則需要進(jìn)行主電源供電。在該種運(yùn)行手段中，將VCC1接到備用源，實(shí)現(xiàn)即使外部電源故障關(guān)也能臨時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存工作。本芯片中的供電設(shè)定規(guī)則是引腳大者進(jìn)行自動(dòng)供電判定生效。當(dāng)VCC2超過VCC1約0．2V數(shù)值時(shí)）時(shí)，由其供電，相反當(dāng)VCC2小于VCC1時(shí)，供電端切換至VCC1。引腳示意如下圖25所示。圖25 芯片DS1302引腳示意圖DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時(shí)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的上升沿被訪問到。在開始8個(gè)時(shí)鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時(shí)鐘周期在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)寫入數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8，在多字節(jié)方式下為8+字節(jié)數(shù)，最大可達(dá)248字節(jié)數(shù).如果在傳送過程中置RST腳為低電平