【文章內(nèi)容簡介】 種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（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。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機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。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的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，～。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個318的用于臨時性存放數(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、備電源均進行了設(shè)計），后備電源還能獲得電流充電的補充功能。 12864液晶顯示屏12864是128*64點陣液晶模塊的點陣數(shù)簡稱，業(yè)界約定俗成的簡稱。該點陣構(gòu)成方式的經(jīng)濟成本較低，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)定了一個公共的引腳可以將各個電阻的一個引腳連接在一起，電阻的另一個引腳完全正常引出。由上可以得到排阻之間有M個電阻構(gòu)成，那么整體包含M+1個引腳。從結(jié)構(gòu)上來看，排阻的最左側(cè)是公共引腳，標示為一個單獨的色點。排阻的特征是安裝簡易、占用體積小，適合電子器件。因而在計算機、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，其在封裝帶標示為白色點狀。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件框圖如圖3圖 3 系統(tǒng)硬件框圖該設(shè)計的主要特點是：①功能多，能實現(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒、溫度的直觀顯示，而且通過按鍵能夠?qū)r間進行調(diào)整。②耗能低，僅僅需要3節(jié)電池組成，驅(qū)動電池工作時間較長。③實現(xiàn)鬧鐘定時功能，當時鐘時間與設(shè)置好的鬧鈴時間一致時，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)計中的的控制核心部件是單片機AT89C51，其工作電壓值要求為5V,該單片機能耗低，性能高，是一款經(jīng)典的CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8kBytes ISP(Insystem programmable)的只讀程序存儲器，可以擦拭1000次，器件采取了ATMEL高密度、不易失性存儲技術(shù)，同時兼容了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），微型計算機系統(tǒng)AT89C51功能強大，能夠為控制應(yīng)用系統(tǒng)提供存儲支持；電路中的時鐘部分由DS1302完成我，其特征是自帶RAM實時時鐘電路，它還可以對年、月、甚至分秒等時間單位進行計時，閏年的功能也已經(jīng)設(shè)定了正確補償?！?。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)置了一個存儲臨時文件及數(shù)據(jù)的RAM寄存器。這一設(shè)置能夠自動記錄年月日、時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功能，能在緊急情況下，自動保存相關(guān)數(shù)據(jù)。而DS18B20則主要負責(zé)了溫度控制，具備單獨的接口方式，該單片機的優(yōu)勢在于其連接主機時，簡便易操作，僅需要單線通訊，測溫范圍是零下55至125℃。當有數(shù)個DS18B20時，可以同時并聯(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個則會拉低使用電壓，造成傳輸失穩(wěn)。驅(qū)動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)動器（RESPACK8），該款顯示器屬于工業(yè)用液晶屏，點陣顯示成本經(jīng)濟合理，在微小型電子設(shè)備中應(yīng)用廣泛。 硬件電路設(shè)計硬件電路設(shè)計主要由AT89C51 單片機，DS1302 時鐘芯片，DS18B20 溫度傳感器，13864 液晶顯示屏，蜂鳴器以及4 個獨立式按鍵組成。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示圖紙，主控件構(gòu)成基本結(jié)構(gòu)包括AT89C51，DS1302（時鐘），RESPACK8（驅(qū)動），12864（液晶顯示），以及掃描電路等五個重要部分。（1）主控制器AT89C51ATMEL公司開發(fā)的單片機型號AT89C51市場反應(yīng)良好，利用靜態(tài)設(shè)計方法（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)時長達10年以上?！?256字節(jié)內(nèi)部RAM；● 電源控制模式； ● 時鐘可停止和恢復(fù)； ● 空閑模式； ● 掉電模式； ● 6個中斷源； ● 4個中斷優(yōu)先級； ● 4個8位I/O口； ● 全雙工增強型TUAR● 3個16位定時/計數(shù)器：T0、T1(標準80C51)和增加的T2（捕獲和比較） ● 全靜態(tài)工作方式：0～24MHZ（2） 時鐘電路DS1302 DS1302的性能特性： ● 實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補償?shù)哪赀M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； ● 簡單的三線接口； ● 可選的慢速充電（至VCC1）的能力。 在進行數(shù)據(jù)傳輸時，對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。時間周期開始時，命令節(jié)需要已經(jīng)移入寄存器內(nèi)部，另外關(guān)于時鐘周期的操作數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)寫入的形式實現(xiàn)。時鐘的單此脈沖以單字節(jié)表達，具體形式是8+8，若脈沖為多字節(jié)時，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置高的正常進行。DS1302具備對時間單位由大到小的計算，例如秒、分、時、日、周、月、年。年度若遇閏年，時間自動實現(xiàn)補償功能。本芯片內(nèi)部包含了實現(xiàn)臨時數(shù)據(jù)存儲的RAM寄存器結(jié)構(gòu)，芯片采用三線接口進行有效通訊。DS1302是基于芯片DS1202的換代商品，但其同時能與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、備電源均進行了設(shè)計），后備電源還能獲得電流充電的補充功能。日期調(diào)整時，以月度時間和月末日期進行自動調(diào)節(jié)，具備準確的 閏年調(diào)整功能。同時，時鐘電路運行后，計時制式可以選擇12小時或者24小時兩個使用周期。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，則需要進行主電源供電。在該種運行手段中，將VCC1接到備用源，實現(xiàn)即使外部電源故障關(guān)也能臨時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存工作。本芯片中的供電設(shè)定規(guī)則是引腳大者進行自動供電判定生效。當VCC2超過VCC1約0．2V數(shù)值時）時，由其供電，相反當VCC2小于VCC1時，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個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(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248字節(jié)數(shù).如果在傳送過程中置RST腳為低電平