【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接幾十個(gè) DS18B20，測(cè)溫時(shí)無需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少工程的施工量。（4）系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡(jiǎn)化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來方便。同時(shí)因?yàn)?DS18B20 是全數(shù)字元器件，故障率很低，抗干擾性強(qiáng)，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。如圖 34 為 DS18B20 的外觀圖和封裝圖 圖 的外觀圖和封裝圖 溫度采集模塊電路DS18B20 溫度傳感器只有三根外引線：?jiǎn)尉€數(shù)據(jù)傳輸總線端口 DQ ，外供電源線 VDD，共用地線 GND。DS18B20 有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時(shí) VDD 接地，它是通過內(nèi)部電容在空閑時(shí)從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的完成溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長。這種情況下，用單片機(jī)的一個(gè) I/O 口來完成對(duì) DS18B20 總線的上拉。另一種是外部供電方式(VDD 接+5V)，相應(yīng)的完成溫度測(cè)量的時(shí)間較短。在本設(shè)計(jì)中采用外部供電方式實(shí)現(xiàn) DS18B20 傳感器與單片機(jī)的連接，其接口電路圖如圖 35 所示。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文圖 DS1302 的介紹及實(shí)時(shí)時(shí)間采集模塊電路 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原理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、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。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 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302 引腳功能及結(jié)構(gòu)DS1302 的引腳排列,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(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1+ 時(shí)，Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 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；I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)；SCLK 為時(shí)鐘輸入端。如下圖 36 為 DS1302 的引腳圖圖 36 為 DS1302 的引腳圖 DS1302 控制字介紹如下表 2DS1302 控制字表控制字的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302 中。位 6：如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù)；西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文位 5 至位 1（A4～A0）：指示操作單元的地址；位 0（最低有效位）：如為 0，表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作。讀數(shù)據(jù)：讀數(shù)據(jù)時(shí)在緊跟 8 位的控制字指令后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿，讀出DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)是從最低位到最高位。寫數(shù)據(jù)：控制字總是從最低位開始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入也是從最低位（0 位）開始。位 0（最低有效位）：為 1 表示進(jìn)行讀操作。 如為 0，表示要進(jìn)行寫操作，控制字后 SCLK 下降沿 讀數(shù)據(jù) SCLK 上升沿寫數(shù)據(jù) 表 2 DS1302 控制字表 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)間采集電路DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。圖 37是 DS1302 與 89C2051 的連接圖為實(shí)時(shí)時(shí)間采集電路圖 37 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)間采集電路西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 LCD1602 的介紹及顯示模塊電路 LCD1602 的結(jié)構(gòu)及性能介紹LCD1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形。LCD1602 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字） 。顯著特征是微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。如圖 38 為 LCD1602 的外觀圖圖 的外觀圖 LCD1602 的引腳功能與結(jié)構(gòu)圖 的引腳圖1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中：　 　 第 1 腳：VSS 為電源地 第 2 腳：VCC 接 5V 電源正極　 　 第 3 腳：V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影” ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度） ?！?　 第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器?！?　 第 5 腳：RW 為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作?！?　 第 6 腳：E(或 EN)端為使能(enable)端。 第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文　 　 第 15～16 腳：空腳或背燈電源。15 腳背光正極，16 腳背光負(fù)極。 LCD1602 的指令表表 3 LCD1602 的指令表 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(shí)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(dòng)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(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)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(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文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) 液晶顯示模塊電路圖本課題設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)是采用液晶屏 LCD1602 作為顯示模塊，其接口原理圖如圖 310 所示：圖 上圖是利用了 LCD1602 的并行顯示，占用了單片機(jī)的所有 P0，RES 為 10K的排阻，對(duì) P0 的所有 I/O 進(jìn)行上拉。 按鍵處理模塊本課題設(shè)計(jì)采用的按鍵處理模塊，其接口原理圖如圖 311 所示：西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文圖 該模塊中按鍵 S1 為時(shí)間設(shè)置鍵；按鍵 S2 為時(shí)間上調(diào)鍵；按鍵 S3 為時(shí)間下調(diào)鍵。其中的電阻為上拉電阻 電源模塊電路本電源模塊采用 L7805 穩(wěn)壓塊，輸出為 5V。電子組件要正常運(yùn)作都需要電源電壓供電，一般常用的電源電壓為+5V 或+12V，因?yàn)閿?shù)字 IC （Ingegrated Circuit：集成電路）所供給的電壓為+5V，而 CMOS IC 所供給的電壓為+12V，7805 是一個(gè)穩(wěn)壓塊。7805 穩(wěn)壓管把高電壓轉(zhuǎn)換到低電壓，7805 穩(wěn)壓管具有保護(hù)單片機(jī)的作用。L7805 輸出端要并聯(lián)上一個(gè)電解電容，濾除交流電干擾，防止損壞單片機(jī)系統(tǒng)。電源配以開關(guān)和指示燈，以方便使用。如圖 312 是電源模塊的電路圖。圖 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文系統(tǒng)的軟件語言主要是采用 C 語言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。主程序?qū)δK進(jìn)行初始化，而后調(diào)用 DS1302 時(shí)間處理子程序、讀溫度、處理溫度、顯示、鍵盤等模塊。用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度，主程序的主要功能是負(fù)責(zé)時(shí)間的實(shí)時(shí)顯示以及溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 DS18B20 的測(cè)量的當(dāng)前溫度值并負(fù)責(zé)調(diào)用各子程序,其程序流程如圖 41 系統(tǒng)程序流程圖。 圖 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 DS1302 實(shí)時(shí)采集時(shí)間子程序 圖 42. DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)間流程圖 計(jì)算溫度子程序計(jì)算溫度子程序包括初始化,判斷 DS18B20 是否存在,若存在則進(jìn)行一系列的讀操作,若不存在則返回。其程序流程圖如圖 43 所示。圖 DS1302 與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位 MSB(D7)必須為邏輯1，如果 D7=0，則禁止寫 DS1302，即寫保護(hù)；D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定 RAM 數(shù)據(jù)；D5～D1 指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位LSB(D0)為邏輯 0，指定寫操作(輸入)， D0=1，指定讀操作(輸出)，如左圖 42 是 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)間流程圖西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 按鍵處理子程序按鍵處理子程序主要是負(fù)責(zé)參數(shù)的設(shè)置，主程序每循環(huán)一次都要對(duì)按鍵進(jìn)行掃描,判斷是否有輸入鍵按下，若有則進(jìn)行一系列的按鍵輸入操作。其程序流程框圖如圖 44 所示。 圖 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文結(jié) 束 語完成情況：此次電路設(shè)計(jì)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可以實(shí)時(shí)顯示時(shí)間的年月日時(shí)分秒以及可以實(shí)測(cè)當(dāng)時(shí)溫度，經(jīng)過 protues 軟件調(diào)試通過。所得收獲：通過幾周的努力，基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在我的努力下完成了。設(shè)計(jì)能夠成功的完成是與余老師細(xì)心的指導(dǎo)和幫助分不開的，在此表示忠心的感謝。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中。通過資料的查閱，制定方案等一系列過程，極大的豐富了我的專業(yè)知識(shí)，使我的理論與實(shí)際動(dòng)手能力又有了一個(gè)很大的提高，特別是在單片機(jī)編程方面又學(xué)到了不少新的東西。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我有機(jī)會(huì)把自己平時(shí)理論學(xué)習(xí)能夠運(yùn)用到實(shí)際中去，理論與實(shí)踐相結(jié)合使我對(duì)自己的畢業(yè)設(shè)更加得心應(yīng)手，在設(shè)計(jì)過程中同樣也發(fā)現(xiàn)自己在各方面還存在不少問題，但經(jīng)過自己細(xì)心修復(fù)后一切正常。經(jīng)過這次也使我真正的認(rèn)識(shí)單片機(jī)管腳的重要性，也從此得到了一個(gè)教訓(xùn)，做事一定有條理，不能急躁的去干，否則造成大返工，吃虧終就是自己。 畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來說，是三年來所學(xué)的所有知識(shí)的一個(gè)非常全面的綜合性應(yīng)用，涉及的理論知識(shí)面也很廣，需要了解各方面的知識(shí)，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的最好體現(xiàn)，也是對(duì)我們大學(xué)三年生活的一種肯定，所以我們大家都是用心去把它做到最好，畢業(yè)論文的編寫經(jīng)過了很長的時(shí)間，也發(fā)現(xiàn)了很多問題，但是在發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的同時(shí)，不僅鞏固了自己的知識(shí)，更加鍛煉了自己的動(dòng)手能力。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文參考文獻(xiàn)【 1】【 2】 高吉祥，丁文霞等.《全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程數(shù)字系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.電子工業(yè)出版社 2022 年【 3】 宋雙杰，葛寧，洪云飛.《電子線路 CAD 技術(shù)》.西安電子科技大學(xué)出版社 2022 年【 4】 張玉蓮 編著.《電子 CAD（protel 99 SE）實(shí)訓(xùn)指導(dǎo) 》. 西安電子科技大學(xué)出版社2022 年【 5】 李 全 利 主 編 .《單 片 機(jī) 原 理 及 應(yīng) 用 技 術(shù) 第 3 版 》 .高等教育出版社北京 2022年【 6】 譚浩強(qiáng) 編著.《C 程序設(shè)計(jì)》.【 7】 楊 加 國 主 編 .《單片機(jī)原理與應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計(jì)》.清華大學(xué)出版社 2022 年【 8】 劉 文 濤 編 著 .《單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)例》.清華大學(xué)出版社 2022 年【 9】 蔡美琴,張為民等.《MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用》(06).【 10】 DS18B20 百 度 百 科 . 【 11】 STC89C52 百 度 百 科 . 【 12】 DS1302 百 度 百 科 . 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院