【文章內(nèi)容簡介】 LED或LCD驅(qū)動器、A/D或D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘/日歷器件等，從器件必須帶有I2C串行總線接口。當(dāng)I2C總線空閑時，SDA和SCL兩條線均為高電平。由于連接到總線上器件的輸出級必須是漏極或集電極開路的，只要有一個器件任意時刻輸出低電平，都將時總線上的信號變低，即各器件的SDA及SCL都是“線與”的關(guān)系。由于各器件輸出端為漏極開路，故必須通過上拉電阻接正電源，以保證SDA和SCL在空閑時被上拉為高電平。SCL線上的時鐘信號對SDA線上的時鐘信號對SDA線上的歌器件間的數(shù)據(jù)傳輸起同步控制作用。SDA線上的數(shù)據(jù)起始、終止及數(shù)據(jù)的有效性均要根據(jù)SCL線上的時鐘信號來判斷。在標(biāo)準(zhǔn)的I2C普通模式下，數(shù)據(jù)的傳輸速率為100kbit/s,高速模式下可達(dá)400bit/s?？偩€上擴(kuò)展的器件數(shù)量不是由電流負(fù)載決定的，而是由電容負(fù)載確定的。I2C總線上的每個器件的接口都有一定的等效電容，連接的器件越多，電容值就越大，這會造成信號傳輸?shù)难訒r。總線上允許的器件數(shù)以器件的電容量不超過400pF為宜，據(jù)此可計算出總線長度及連接器件的數(shù)量。每個連到I2C總線上的器件都有一個唯一的地址，擴(kuò)展器件時也要受到器件地址數(shù)目的限制。 　溫度顯示電路 DSl820數(shù)字溫度計提供9位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù)指示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入DSl820或從DSl820送出因此從主機(jī)CPU到DSl820僅需一條線(和地線)DSl820的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源因為每一個DSl820在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號因此任意多個DSl820可以存放在同一條單線總線上這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件DSl820的測量范圍從55到+(典型值)內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。圖210　　單片機(jī)溫度顯示設(shè)計第三章　　系統(tǒng)軟件設(shè)計　軟件設(shè)計流程圖P3口驅(qū)動驅(qū)動繼電器導(dǎo)通開始初始化讀取DS1302的時間/日期鍵盤掃描讀取24C02信息判斷時間是否一致？ NY 圖31　　軟件設(shè)計流程圖定時器1初始化，1302初始化，隨后讀取1302的時間或日期。鍵盤掃描是對已知程序的掃描與認(rèn)可。讀取已知信息之后就要判斷時間是否與設(shè)定要求打鈴時間一致，如果一致則進(jìn)行上述后續(xù)步驟，P3口驅(qū)動，三極管2N222A導(dǎo)通即驅(qū)動繼電器導(dǎo)通。如果時間不一致直接跳步進(jìn)行無限的循環(huán)，直到時間與設(shè)定打鈴時間一致打鈴為止。　讀取DS1302時間程序設(shè)計　DS1302的寄存器 有關(guān)日歷、時間的寄存器共有12個，其中有7個寄存器（讀時81H～8DH，寫時80H～8CH），存放的數(shù)據(jù)格式為BCD碼形式。小時寄存器（85H、84H）的位7用于定義DS1302是運(yùn)行于12小時模式還是24小時模式。當(dāng)為高時，選擇12小時模式。在12小時模式時，位5是，當(dāng)為1時，表示PM。在24小時模式時，位5是第二個10小時位。 秒寄存器（81H、80H）的位7定義為時鐘暫停標(biāo)志（CH）。當(dāng)該位置為1時，時鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為0時，時鐘開始運(yùn)行。 控制寄存器（8FH、8EH）的位7是寫保護(hù)位（WP），其它7位均置為0。在任何的對時鐘和RAM的寫操作之前，WP位必須為0。當(dāng)WP位為1時，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作?！S1302的工作原理 DS1302工作時為了對任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（RST）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時鐘周期，讀操作時輸出數(shù)據(jù)，寫操作時輸出數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。 　DS1302的寄存器和控制命令 對DS1302的操作就是對其內(nèi)部寄存器的操作，DS1302內(nèi)部共有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。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以外的寄存器。 表31　　日歷、時間寄存器及控制字76543210寄存器名稱1RAM/CKA4 A3A2A1A0RD/W秒寄存器1000000分寄存器1000001小時寄存器1000010日寄存器1000011月寄存器1000100星期寄存器1000101年寄存器1000110寫保護(hù)寄存器1000111慢充電寄存器1001000時鐘突發(fā)寄存器1011111最后一位RD/W為“0”時表示進(jìn)行寫操作，為“1”時表示讀操作。 DS1302內(nèi)部的RAM分為兩類，一類是單個RAM單元，共31個，每個單元為一個8位的字節(jié)，其命令控制字為COH~FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的RAM，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）。 現(xiàn)在已經(jīng)知道了控制寄存器和RAM的邏輯地址，接著就需要知道如何通過外部接口來訪問這些資源。單片機(jī)是通過簡單的同步串行通訊與DS1302通訊的，每次通訊都必須由單片機(jī)發(fā)起，無論是讀還是寫操作，單片機(jī)都必須先向DS1302寫入一個命令幀，這個幀的格式如表1所示，最高位BIT7固定為1，BIT6決定操作是針對RAM還是時鐘寄存器，接著的5個BIT是RAM或時鐘寄存器在DS1302的內(nèi)部地址，最后一個BIT表示這次操作是讀操作抑或是寫操作。 物理上，DS1302的通訊接口由3個口線組成，即RST，SCLK，I/O。其中RST從低電平變成高電平啟動一次數(shù)據(jù)傳輸過程，SCLK是時鐘線，I/O是數(shù)據(jù)線。具體的讀寫時序參考圖5，但是請注意，無論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是對時鐘信號敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效是在下降沿（DS1302正是如此的，但是在芯片手冊里沒有明確說明），如果不是特別確定，則把程序設(shè)計成這樣：平時SCLK保持低電平，在時鐘變動前設(shè)置數(shù)據(jù)，在時鐘變動后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在SCLK保持為低電平的時候，相鄰的操作之間間隔有一個上升沿和一個下降沿?！纹瑱C(jī)讀取DS1302 子程序流程圖開始 初始化DS1302讀取時，分，秒寫入相應(yīng)數(shù)據(jù) Y NDS1302應(yīng)答 結(jié)束圖32　　單片機(jī)讀取DS1302 子程序流程圖　鍵盤設(shè)定程序設(shè)計單片機(jī)的讀取按鍵方式有2種:查詢方式和中斷方式。查詢方式是利用單片機(jī)引腳不斷查詢是否有按鍵按下，如果有按鍵按下，利用延時程序去除抖動再次確認(rèn)后，進(jìn)入該按鍵對應(yīng)的子程序執(zhí)行命令。中斷方式是利用單片機(jī)外部中斷功能來檢測是否有按鍵按下。利用中斷功能可以不用再主程序中不斷執(zhí)行查詢命令，有中斷產(chǎn)生即有按鍵按下時，再進(jìn)入中斷子程序中進(jìn)行處理。本設(shè)計選用查詢方式處理按鍵設(shè)定程序。每個獨(dú)立式按鍵直接接至單片機(jī)引腳，每個按鍵的鍵值與單片機(jī)端口的8個引腳的8位二進(jìn)制碼相對應(yīng)。開始初始化引腳和中斷執(zhí)行相應(yīng)按鍵指令結(jié)束 N Y 圖33　　單片機(jī)控制按鍵子程序流程圖　AT24C02圖34　　24C02引腳排列24C02是電可擦除PROM，采用256*8bit的組織結(jié)構(gòu)及兩線串行接口。，待機(jī)電流和工作電流為1微安和1毫安。24C02具有頁寫能力，每頁為8字節(jié)。共有8pin PDIP和8pin SOP兩種封裝形式。應(yīng)用領(lǐng)域有：智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計算機(jī)、筆記本電腦、汽車電子、通信設(shè)備等等。本設(shè)計中的打鈴器也用到它。本設(shè)計中用它來讀取信息，以便下一步驟判斷設(shè)定時間與當(dāng)前時間是否一致。 第四章　　系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析 　系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。由于在系統(tǒng)設(shè)計中采用模塊設(shè)計法，所以方便對各電路模塊功能進(jìn)行逐級測試：數(shù)碼管模塊的調(diào)試，數(shù)據(jù)存儲模塊的調(diào)試，時鐘模塊的調(diào)試，鍵盤模塊的調(diào)試，打鈴模塊的調(diào)試等，最后將各模塊組合后進(jìn)行整體測試。 　仿真結(jié)果 圖41　　仿真啟動顯示圖圖42　　按鍵line0按下后按下line0時間設(shè)置后，最右側(cè)屏幕出現(xiàn)閃爍，以便進(jìn)行隨后按鍵增加、減小等，設(shè)置時間。圖43　　按鍵line2按下后最右面屏幕時間設(shè)置好后，按line2左移按鍵，最右面屏幕時間固定，中間屏幕閃爍以進(jìn)行時間更改設(shè)定。圖44　　按鍵line3按下后按鍵line3增加按下后，每按一次中間屏幕時間會增加一個數(shù)字，按鍵line4減小按下后效果相反。按鍵line6取消按下后，此前設(shè)定時間都取消，還原初始時間。按鍵line7確定按下后，顯示設(shè)定后的時間。由于時間和各種條件的限制，本實驗還存在很多不足，有些按鍵功能無法正常運(yùn)行，有待改進(jìn)。但基本上已經(jīng)將設(shè)計起初的思路表達(dá)、顯示完成。第五章　　總結(jié)與展望經(jīng)過這段時間的努力，畢業(yè)設(shè)計接近了尾聲。本文從選題目的及意義開始，介紹了系統(tǒng)的方案設(shè)計。本設(shè)計是針對學(xué)校的作息時間而設(shè)計的一種自動打鈴系統(tǒng)，同樣可以用于工廠車間等，它能很好地起到時鐘提醒的作用，方便了人們的日常生活。在硬件設(shè)計部分，顯示器件選的是液晶顯示器，它具有功耗和工作電壓低的特點(diǎn)，而且它顯示質(zhì)量高，可視面積大，能很好地達(dá)到設(shè)計要求，還降低了軟件的編程難度。本設(shè)計的自動打鈴系統(tǒng)還存在不足和缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：能夠設(shè)定的打鈴時間只有六個，者使用為想降低編程時的難度，在不影響其功能的前提下，降低了要求；另外，其擴(kuò)展性不強(qiáng)后續(xù)發(fā)展比較困難，在商品競爭中沒什么優(yōu)勢，需要進(jìn)一步的研究和開發(fā)。通過此次畢業(yè)設(shè)計，對所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行了很好地實踐和鞏固，提高了自己的獨(dú)立動手和思考的能力，這對我自身發(fā)展有很大的幫助，在此期間，還查閱了很多的書記和資料，擴(kuò)充了自己的知識和視野，以及知識面。領(lǐng)悟到，勤奮，動手，是以后學(xué)習(xí)道路上不可或缺的精神與品質(zhì)，這對未來的工作學(xué)習(xí)都至關(guān)重要。參考文獻(xiàn)[1]單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計，馬忠梅，北京航空航天大學(xué)出版社，2007.[2]基于FM1702射頻識別讀寫器的設(shè)計與實現(xiàn),邢海霞，索明何.嵌入式計算機(jī),2007.[3]新概念51單片機(jī)C語言教程,郭天祥，電子工業(yè)出版社，2008.[4]C程序設(shè)計（第三版），譚浩強(qiáng)，清華大學(xué)出版社，2007[5]劉海成AVR單片機(jī)原理及測控工程應(yīng)用.北京航空航天大學(xué)出版社，2008年.[6]周明德.《微型計算機(jī)硬件軟件及應(yīng)用》..[7]宋宏運(yùn).《單片微機(jī)計算機(jī)原理及應(yīng)用》..[8]何立民.《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》..[9]王福瑞等.《單片機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計大全》..[10]康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)[M].北京:高等教育出版社,2006年.[11]閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006年.[12]:.[13]謝維成，（第2版）[M].北京清華大學(xué)出版社,2009.[14]The 8051 Microcontroller and Embedded Systems, Muhammad Ali Mazidi etc.[15] Potasek and ,SingleChip microputer data Prepared by Technical Information Electron,1995,183189.附 錄源程序/* 單片機(jī)教學(xué)打鈴控制器 芯 片：AT89S52 晶 振：頻率12MHz 按鍵說明： Ring_Set P1^0//時間設(shè)置 Time_Set P1^1//鬧鈴設(shè)置 Left_Move P1^2//向左移動 Add P1^3//數(shù)據(jù)增加 Sub P1^4//數(shù)據(jù)減小 Right_Move P1^5//向右移動 ESC P1^6//取消 Enter P1^7//確定*/include include define uchar unsigned chardefine AddressWrite24C02 0xa0//24C02寫地址define AddressRead24C02 0xa1//24C02讀地址uchar ClockData[]={0,0,12}。//時鐘數(shù)據(jù)uchar RingDataH[40]。//40個鬧鈴數(shù)據(jù)(時)uchar RingD