【文章內(nèi)容簡介】 出 表 DS1302 的控制字（I/O）在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位7。如下圖 所示：圖 DS1302 讀/寫時序圖 的數(shù)據(jù)讀寫DS1302 單字節(jié)讀寫的波形如圖 所示。由波形可以看出，無論是從DS1302 中讀一個數(shù)據(jù)，還是寫一個字節(jié)數(shù)據(jù)到 DS1302 中，都要先寫一個命令字到 DS1302 中。即通過 SCLK 引腳(7 號引腳)向 DS1302 輸入 8 個脈沖，把 I/O11引腳(6 號引腳)上的命令字寫入 DS1302。為了啟動數(shù)據(jù)傳輸，引腳(5 號引腳)應(yīng)為高電平。在將由 0 置 1 的過程中，SCLK 引腳必須為邏輯 0。然后才能進(jìn)行讀寫操作。I/O 引腳上的數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿串行輸入(寫數(shù)據(jù)到 DS1302)，在SCLK 的下降沿串行輸出(讀數(shù)據(jù))。 的寄存器DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式,其日歷、時間寄存器及其控制字見表 所示： 表 DS1302 的日歷、時間寄存器此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫)、FFH(讀)。 16*2LCD 液晶顯示 1602（1）1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中: 第 1 腳：VSS 為地電源。第 2 腳：VDD 接 5V 正電源。第 3 腳：V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K 的電位器調(diào)整對比度。第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。寫寄存器讀寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit080H 81H CH 10 秒 秒82H 83H 10 分 分1084H 85H 12/ 240/PMAM時 時86H 87H 0 0 10 日 日88H 89H 0 0 0 10 月 月8AH 8BH 0 0 0 0 0 星期8CH 8DH 10 年 年8EH 8FH WP 0 0 0 0 0 0 012第 5 腳：RW 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS和 RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第 6 腳：E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。第 15～16 腳：空腳。（2）1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 所示： 表 控制指令它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1 為高電平、0 為低電平）指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令 4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 *置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 1/D S顯示開/關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *置功能 0 0 0 0 1 DL N F * *置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址（AGG）置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址（ADD）讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址（AC）寫數(shù)到 CGRAM 或 DDRAM 1 0 要寫的數(shù)從 CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)13指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示 5*7 的點陣字符，高電平時顯示 5*10 的點陣字符。指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。指令 8：DDRAM 地址設(shè)置。指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令 10：寫數(shù)據(jù)。指令 11：讀數(shù)據(jù)。(3)DM162 液晶顯示模塊可以和單片機 AT89C52 直接接口，電路如圖 所示：圖 接口電路液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，表 是 DM162 的內(nèi)部顯示地址。表 DM16 的內(nèi)部顯示地址14比如第二行第一個字符的地址是 40H，那么是否直接寫入 40H 就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣不行，因為寫入顯示地址時要求最高位D7 恒定為高電平 1 所以實際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是 01000000B（40H)+10000000B(80H)=11000000B(C0H) (4)基本操作時序如圖 所示：讀狀態(tài) 輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=狀態(tài)字寫指令 輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼 讀數(shù)據(jù) 輸入：RS=H，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù) 輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù) 圖 LCD 的讀寫時序4 硬件電路15 單片機主控制模塊的設(shè)計AT89S52 單片機為 40 引腳雙列直插芯片, MCS51 單片機共有 4 個 8 位的I/O 口（P0、PPP3） ，每一條 I/O 線都能獨立地作輸出或輸入。單片機的最小系統(tǒng)如下圖所示,18 引腳和 19 引腳接時鐘電路,XTAL1 接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2 接外部晶振和微調(diào)電容的另一端, 9 引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻及開關(guān)后夠上電復(fù)位電路,20 引腳為接地端,40 引腳為電源端. 如圖 所示：圖 單片機最小系統(tǒng) 時鐘電路模塊的設(shè)計圖 是 DS1302 與單片機的連接，其中 Vcc1 為后備電源，Vcc2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1+ 時，Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2小于 Vcc1 時，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)動置高電平來啟動所有的數(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，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，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電動行時，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，16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 時鐘芯片與單片機的連接 溫度采集模塊設(shè)計如圖 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，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 口連接加一個上拉電阻,Vcc 接電源,Vss 接地。圖 溫度傳感器與單片機的連接 功能按鈕設(shè)計當(dāng)按鈕被按下時,該按鈕對應(yīng)的 I/O 口被拉為低電平,松開時按鈕對應(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)計根據(jù)其讀寫的時序模擬總線的方式與單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊，首先將數(shù)據(jù)17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的連接 總體電路圖本設(shè)計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18 系統(tǒng)模塊的功能分劃分萬年歷程序設(shè)計總體上分為四個大模塊，分別是 DS1302 時鐘程序模塊、DS18B20 測溫模塊、LCD 顯示模塊、鍵盤功能模塊。a. DS1302 時鐘程序模塊包括設(shè)置 DS1302 初始時間、從 DS1302 讀時間子程序、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)閉時鐘、延時子 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)計中，實現(xiàn)功能的總體程序流程框圖如下圖 所示：19調(diào)用調(diào)整模式模塊NO 停止時鐘,置時鐘停止標(biāo)志位YESCOUNT 值賦給 A調(diào)用 JMP @A+DPTR 散轉(zhuǎn)指令散轉(zhuǎn)到 8 個跳轉(zhuǎn)首地址由 COUNT 的值轉(zhuǎn)入秒/分/時/星期/日期/月/年的修改位的操作掃描 OUT、UP、DOWN三個按鍵OUT、 UP、DOWN 三個按鍵如果有按下，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 按鈕清時鐘停止、調(diào)整模式標(biāo)志位4 個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 時鐘調(diào)整時間的流程圖20時鐘調(diào)整時間的流程圖 所示： YES時鐘顯示開始判斷 SET 鍵是否有按下？COUNT 計算按鍵的次數(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……退出時間調(diào)整圖 時鐘調(diào)整時間的流程 修改鍵“UP”的功能流程圖21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操作時位的加1操作星期位的加1操作日位