【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 PU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp；XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 圖33 AT89C51方框圖 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，～。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/后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。引腳功能及結(jié)構(gòu)： 所示出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， 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。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)，后面有詳細(xì)說明。SCLK 始終是輸入端。3. 數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O)在控制指令字輸入后的下一個(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(gè)SCLK 脈沖的下降沿讀出DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0 位到高位7。DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)：DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列，DQ為數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。DS18B20工作原理 ：DS18B20的讀寫時(shí)序和測(cè)溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s 減為750ms。 DS18B20測(cè)溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì) 低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重 新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即 為所測(cè)溫度,斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性。 液晶顯示原理：液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示器各種圖形的顯示原理:線段的顯示:點(diǎn)陣圖形式液晶由MN個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共168=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上6416個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。字符的顯示:用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由68或88點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 主要單元電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與引腳在上一節(jié)已經(jīng)介紹了，而單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖11所示：18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路，XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是晶振器倒相放大器的輸入，XTAL2接外部晶振的微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是晶振器倒相放大器的輸出，第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)位電路了，20引腳為接地端，40引腳為電源端，單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖所示：圖34中晶振的頻率為12MHz，復(fù)位方式為上電自動(dòng)復(fù)位 圖34 單片機(jī)的最小系統(tǒng)本次的時(shí)鐘電路主要用到的是DS1302芯片，在上一節(jié)也介紹了這個(gè)芯片的功 能、原理以及應(yīng)用了。時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì)如圖35所示： 圖35 時(shí)鐘電路模塊圖本次設(shè)計(jì)采用的是DS18B20芯片，芯片的功能，原理同樣在上一節(jié)有了介紹，DS18B20連線如圖36所示：圖36 DS18B20連線 顯示電路模塊的設(shè)計(jì)采用的液晶顯示屏LCD1602，在上一節(jié)介紹了液晶顯示屏的功能，原理，編程設(shè)計(jì)等，在本次設(shè)計(jì)中，液晶顯示屏的連線方式如圖37所示：圖37 液晶顯示屏連線圖 系統(tǒng)仿真電路本次仿真使用的是軟件ISIS 7 Professional，這個(gè)軟件非常豐富，可以對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，所以數(shù)字萬年歷的系統(tǒng)電路仿真圖與實(shí)物圖如下： 圖38系統(tǒng)仿真電路圖圖39 電路實(shí)物圖第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與測(cè)試主流程圖如下圖所以，由于LCD1602，DS1302，DS18B20的數(shù)據(jù)讀取以及指令寫入函數(shù)已在各自的頭文件中完成的，在主程序中只要引用就行了。 開始 初始化讀寫日期，時(shí)間以及溫度分離日期，時(shí)間以及溫度顯示值 顯示子程序 鬧鐘子程序顯示 日期，時(shí)間修改子程序閏月子程序 圖41 程序設(shè)計(jì)流程圖 開始加鍵有效等待按鍵程序分鐘減1分鐘加1減鍵有效減鍵有效加鍵有效小時(shí)減1小時(shí)加1星期減1星期加1日減1日加1減鍵有效加鍵有效減鍵有效加鍵有效等待按鍵程序等待按鍵程序控制鍵有效，進(jìn)入月調(diào)整程序等待按鍵程序控制鍵有效，進(jìn)入月調(diào)整程序控制鍵有效，進(jìn)入年調(diào)整程序月減1月加1減鍵有效加鍵有效等待按鍵程序年加1年減1減鍵有效加鍵有效控制鍵有效，進(jìn)入星期調(diào)整程序控制鍵有效，進(jìn)入小時(shí)調(diào)整程序控制鍵有效，進(jìn)入分鐘調(diào)整程序等待按鍵程序按鍵有效，跳出時(shí)間調(diào)賬程序，進(jìn)入主循環(huán)程序圖42計(jì)算時(shí)間程圖由于本系統(tǒng)的子程序涉及很多的芯片，芯片的控制，寫入要是復(fù)雜的，會(huì)使得程序的讀取出現(xiàn)很大的問題，因此采用了子程序的方法進(jìn)行調(diào)用并將其封裝在其元件的各自頭文件中。詳細(xì)的程序見附錄一。 硬件與軟件的調(diào)試與測(cè)試調(diào)節(jié)10K電位器R4可調(diào)整液晶顯示屏的亮度。調(diào)整到合適亮度后，按控制按鈕，光標(biāo)會(huì)從陽歷年位開始閃爍，進(jìn)入設(shè)定調(diào)整狀態(tài)。此時(shí)按加按鈕，當(dāng)前數(shù)字就可改變。按一次，數(shù)字加1；若長(zhǎng)按，則數(shù)字連續(xù)加。此時(shí)，調(diào)整的位一直在閃爍，直到再次按光標(biāo)移動(dòng)控制位，光標(biāo)跳到下一位閃爍。調(diào)整順序依次為：陽歷年、月、日，陰歷年、月、日，時(shí)、分、秒，鬧鈴時(shí)、分。當(dāng)全部參數(shù)調(diào)整完畢后，按退出按鈕，光標(biāo)停止閃爍，退出設(shè)定調(diào)整狀態(tài)；當(dāng)再次