【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 02 引 腳 圖圖 示出 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 兩者中的較大者供桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁(yè) 共 51 頁(yè)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(guò)把RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)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(duì) DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中 RST 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)。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc≥ 之前，RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。SCLK 始終是輸入端。根據(jù)上述介紹和這次設(shè)計(jì)的要求，我選擇使用 DS1302 作為這次設(shè)計(jì)的時(shí)鐘芯片（如圖 ） 。 液晶顯示器的簡(jiǎn)介帶中文字庫(kù)的 128X64 是一種具有 4 位/8 位并行、2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字. 。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊；基本特性:低電源電壓（VDD:++） （2） 、顯示分辨率:12864 點(diǎn)?內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選)?內(nèi)置 128 個(gè) 168 點(diǎn)陣字符，2MHZ 時(shí)鐘頻率?顯示方式：STN、半透、正顯，驅(qū)動(dòng)方式：1/32DUTY，1/5BIAS?視角方向：6 點(diǎn)，背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10?通訊方式：串行、并口可選，內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓?無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)，工作溫度: 0 度 +55 度 ,存儲(chǔ)溫度: 20 度 +60 度。LCD1602 字符型液晶顯示器其用法：?單 5V 電源電壓，低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠性?內(nèi)置 192 種字符(160 個(gè) 57 點(diǎn)陣字符和 32 個(gè) 510 點(diǎn)陣字符)?具有 64 個(gè)字節(jié)的自定義字符 RAM，可自定義 8 個(gè) 58 點(diǎn)陣字符或 4 個(gè) 511 點(diǎn)陣字符?顯示方式：STN、半透、正顯?驅(qū)動(dòng)方式：1/16 并口，1/5 串口?背光方式：底部 LED桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁(yè) 共 51 頁(yè)?通訊方式：4 位或 8 位并口可選?標(biāo)準(zhǔn)的接口特征：適配 MC51 和 M6800 系統(tǒng) MPU 的操作時(shí)序LCD1602 液晶顯示屏的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：（表 23）表 23 LCD1602 液晶主要參數(shù)顯示容量 162 個(gè)字符芯片工作電壓 ~工作電流 ()模塊最佳工作電壓 字符尺寸 (mm)3 總體方案設(shè)計(jì)在這次的整體設(shè)計(jì)中主要涉及下面幾個(gè)方面（如圖 ）：圖 整體方案結(jié)構(gòu)圖下面介紹各個(gè)模塊使用的器件： STC89C52 單片機(jī)STC89C52 是的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8K bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和 256K bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8051 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8 位中央處理器和 FLASH 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大，STC89C52 單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。主要性能參數(shù)：?8K 字節(jié)可重擦寫(xiě) FLASH 閃存存儲(chǔ)器?1000 次寫(xiě)/擦循環(huán)?時(shí)鐘頻率：0Hz—24MHz?三級(jí)加密存儲(chǔ)器桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁(yè) 共 51 頁(yè)?256 字節(jié)內(nèi)部 RAM?32 個(gè)可編程 I/O 口線 ?3 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 ?6 個(gè)中斷源?可編程串行 UART 通道?低功耗的空閑和掉電模式?片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 ADC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。 AT24C02 存儲(chǔ)器在本設(shè)計(jì)中使用的是 24C02 存儲(chǔ)芯片，是電可擦除的 PROM，8 個(gè)引腳功能及兩線串行接口。電壓允許范圍 ~5V。串行 E2PROM 是基于 I2CBUS 的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用。在一般單片機(jī)系統(tǒng)中，24C02 數(shù)據(jù)受到干擾的情況是很少的，基本的讀寫(xiě)功能外，還對(duì)地址功能以及 WP 引腳保護(hù)功能進(jìn)行了全面的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)一種 ATMEL（激光印字）以及 XICOR 牌號(hào)的 24C02 具有全面的符合 I2C 總線協(xié)議的功能，而有些牌號(hào) 24C02 要么沒(méi)有 WP 引腳保護(hù)功能，要么沒(méi)有器件地址功能（即 2 片 24C02 不能共用一個(gè) I2C 總線） ，有些甚至兩種功能均無(wú)。所以說(shuō)一些同樣功能型號(hào)的電子器件在兼容性上往往會(huì)帶來(lái)意想不到的問(wèn)題，值得引起注意. LCD1602 液晶顯示LCD1602 字符型液晶顯示模塊是一種專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用 161，162，202 和 402 行等的液晶顯示模塊，模塊組件內(nèi)部主要由 LCD 顯示屏、控制器、列驅(qū)動(dòng)器和偏壓產(chǎn)生電路構(gòu)成。LCD1602 液晶顯示屏外形尺寸LCD1602 液晶顯示屏分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，兩者尺寸差別如圖 所示：桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁(yè) 共 51 頁(yè) 圖 LCD1602 尺寸圖1602 液晶顯示屏采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中各接口的功能如下表（24）所示：表 24 LCD1602 的 16 管腳功能引腳號(hào) 引腳名 電平 輸入/輸出 引腳說(shuō)明1 VSS 電源地2 VDD 電源正極(+5V)3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào)4 RS 0/1 輸入數(shù)據(jù)/命令選擇端，0：輸入指令，1：輸入數(shù)據(jù)5 R/W 0/1 輸入讀/寫(xiě)選擇端，0：向 LCD 寫(xiě)入指令或數(shù)據(jù)，1：從 LCD 讀取信息6 E 1→0 輸入使能信號(hào)，1 時(shí)讀取信息，1→0(下降沿)執(zhí)行指令7 D0 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線(最低位)8 D1 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線9 D2 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線10 D3 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線11 D4 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線12 D5 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 51 頁(yè)13 D6 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線14 D7 0/1 輸入/輸出 數(shù)據(jù)總線(最高位)15 BLA +VCC LCD 背光電源正極16 BLK 接地 LCD 背光電源負(fù)極第 1 腳：VSS 為地電源。第 2 腳：VDD 接 5V 正電源。第 3 腳：VL 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，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)使屏幕顯示不清晰，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。第 4 腳：RS 為數(shù)據(jù)/命令選擇端，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第 5 腳：R/W 為讀寫(xiě)選擇端，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫(xiě)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(shí)，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 腳：背光源正極。第 16 腳：背光源負(fù)極 編譯軟件介紹Keil 軟件簡(jiǎn)介：?jiǎn)纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil 軟件是目前最流行開(kāi)發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU，16MB 或更多 RAM、20M 以上空閑的硬盤(pán)空間、WIN9NT、WIN202WINXP 等操作系統(tǒng)。Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁(yè) 共 51 頁(yè)面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。4 硬件設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)在本次設(shè)計(jì)中我們采用 STC89C51 來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能運(yùn)行起來(lái)的需求最小的系統(tǒng)，電路圖見(jiàn)圖 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖上圖由晶振電路和復(fù)位電路，STC89C51 芯片組成，構(gòu)成最小的單片機(jī)系統(tǒng)， 下面詳細(xì)介紹其中的兩個(gè)電路。晶振電路單片機(jī)工作的過(guò)程中各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種微操作的時(shí)間次序稱(chēng)作時(shí)序，單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)為單片機(jī)芯片內(nèi)部各種微操作提供時(shí)間基準(zhǔn)，89c52 的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，一種是外部時(shí)鐘方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式即在單片機(jī)的外部接一個(gè)晶振電路與單片機(jī)里面的振蕩器組合作用產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，外部時(shí)鐘方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi)，此方式常用于多片89C52 單片機(jī)同時(shí)工作，以便于各單片機(jī)的同步，一般要求外部信號(hào)高電平的持續(xù)時(shí)間大于 12MHz 的方波。對(duì)于 CHMOS 工藝的單片機(jī)，外部時(shí)鐘要由XTAL1 端引入，而 XTAL2 端應(yīng)懸空。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 14 頁(yè) 共 51 頁(yè)本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時(shí)鐘方式。電路圖見(jiàn)圖 ：圖 晶振電路圖在 89C52 單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)震蕩電路，只要在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱(chēng)晶振）就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，圖中電容器 C1 和 C2 穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在 5—30pF，典型值是 22pF，晶振 CYS選擇的是 12MHz。復(fù)位電路單片機(jī)開(kāi)始工作的時(shí)候，必須處于一種確定的狀態(tài)，否則，不知哪是第一條程序和如何開(kāi)始運(yùn)行程序。端口線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設(shè)備誤動(dòng)作，導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生；內(nèi)部一些控制寄存器（專(zhuān)用寄存器）內(nèi)容不確定可能導(dǎo)致定時(shí)器溢出、程序尚未開(kāi)始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)……..因此，任何單片機(jī)在開(kāi)始工作前，都必須進(jìn)行一次復(fù)位過(guò)程，使單片機(jī)處于一種確定的狀態(tài)。當(dāng)在 89C52 單片機(jī)的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)） 。實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位，上電復(fù)位，要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位，上電瞬間 RST 引腳獲得高電平，隨著電容 C1 的充電，RST 引腳的高電平將逐漸下降。本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用的是開(kāi)關(guān)復(fù)位電路，開(kāi)關(guān) S9 未按下是上電復(fù)位電路，上電復(fù)位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電（導(dǎo)通）狀態(tài)，故 RST 腳的電壓與 VCC 相同。隨著電容的充電，RST 腳上的電壓才慢慢下降。選擇合理的充電常