【文章內(nèi)容簡介】 間，利用按鍵也可以完成復(fù)位操作晶振電路的設(shè)計晶振電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時鐘信號，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關(guān)系。單片機(jī)本身就如一個復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴(yán)格地工作。通常在引腳Xl和X2跨接石英晶體和兩個補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器，、CC4。可以根據(jù)情況選擇6MHz、12MHz或24MHz等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇30pF左右的瓷片電容。 時鐘振蕩電路 時鐘電路模塊的設(shè)計DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。，其中VCC1為后備電源，VCC2為主電源。所以在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。DSX1和DSX2是振蕩源。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RST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)。上電行動時，RST必須保持低電平。在SCLK為低電平時，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。 DS1302的硬件接線圖時鐘芯片DS1302的工作原理：(1) DS1302的控制字節(jié)DS1302控制字節(jié)的高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址；最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出(2) 數(shù)據(jù)輸入輸出（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。(3) DS1302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?！癈H”是時鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為1時，時鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為0時，時鐘開始運(yùn)行。“WP”是寫保護(hù)位，在任何的對時鐘和RAM的寫操作之前，“WP”必須為0。當(dāng)“WP”為1時，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。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)。實現(xiàn)鍵盤控制的方法有多種，在本系統(tǒng)中，我們采用了STC89C52單片機(jī)來進(jìn)行控制，因為單片機(jī)可以很好的解決鍵抖動。由若干個按鍵組成一個鍵盤，其電路結(jié)構(gòu)可分為獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤兩種。本設(shè)計采用的是獨(dú)立式鍵盤。鍵盤的工作方式可分為編程控制方式和中斷控制方式。CPU在一個工作周期內(nèi)，利用完成其他任務(wù)的空余時間，調(diào)用鍵盤掃描子程序，經(jīng)程序查詢，若無鍵操作，則返回；若有鍵操作，則進(jìn)而判斷是哪個鍵，并執(zhí)行相應(yīng)的鍵處理程序。這種方式為編程掃描方式。由于單片機(jī)在正常應(yīng)用過程中，可能會經(jīng)常進(jìn)行鍵操作，因而編程控制方式使CPU經(jīng)常處于工作狀態(tài)， 在進(jìn)行本次設(shè)計中，只涉及到了設(shè)置、上調(diào)、下調(diào)三個功能。因此采用獨(dú)立式鍵盤。如下圖所示： 顯示模塊的設(shè)計本設(shè)計中由于要對時間、溫度進(jìn)行顯示，所以選擇液晶顯示屏1602模塊作為輸出。1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。它可以顯示兩行，每行16個字符，采用單+5V電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。 管腳功能如表41所示：表41 LCD1602引腳功能引腳符號功能說明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3VL液晶顯示器對比度調(diào)整端。4RSRS為寄存器選擇。5R/WR/W為讀寫信號線。6ENE(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。7DB0低4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位）8DB1低4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位9DB2低4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位10DB3低4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位11DB4高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位12DB5高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位13DB6高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位14DB7高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）15BL+背光電源正極16BL背光電源負(fù)極LCD1602主要管腳介紹：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。RS為寄存器選擇端，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時選擇指令寄存器。R／W為讀寫信號線端，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R／W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址；當(dāng)RS為高電平R／W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。E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。，R/, E ，當(dāng)RS=0時，對LCD1602寫入指令；當(dāng)RS=1時，對LCD1602寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)R/W端接高電平時芯片處于讀數(shù)據(jù)狀態(tài)，反之處于寫數(shù)據(jù)狀態(tài)，E端為使能信號端。當(dāng)R/W為高電平,E端也為高電平，RS為低電平時，液晶顯示屏顯示需要顯示的示數(shù)。 LCD液晶與單片機(jī)硬件連線圖 本章主要介紹了系統(tǒng)硬件設(shè)計，其中對時鐘芯片DS1301602液晶顯示屏和STC89C52最小系統(tǒng)的晶振及復(fù)位電路設(shè)計做了詳細(xì)闡述。此外還介紹了各模塊和單片機(jī)的連接方法、其特性及電路原理，最后確定系統(tǒng)的整體硬件設(shè)計方案。第五章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)總流程圖。流程圖分析：首先系統(tǒng)初始化，系統(tǒng)開始運(yùn)行，當(dāng)有設(shè)置鍵按下時進(jìn)入修改時間模式，無按鍵按下時讀取時間、溫度等數(shù)據(jù)送入液晶屏顯示；在修改時間模式下設(shè)置時間完成后再送數(shù)據(jù)到液晶屏顯示。 DS1302時鐘程序流程圖。流程圖分析：DS1302開始計時時，首先進(jìn)行初始化，當(dāng)有中斷信號時，讀取時鐘芯片的數(shù)據(jù)送入液晶屏顯示。這時若有設(shè)置鍵按下時，進(jìn)行時間修改，完成后將數(shù)據(jù)送入時鐘芯片；若沒有按鍵按下，則直接存入EPROM，送入液晶屏顯示。 時鐘流程圖 LCD顯示程序流程圖。流程圖分析：首先對1602顯示屏進(jìn)行初始化（初始化大約持續(xù)10ms左右），然后檢查忙信號，若BF=0，則獲得顯示RAM的地址，寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示；若BF=1，則代表模塊正在進(jìn)行內(nèi)部操作，不接受任何外部指令和數(shù)據(jù)，直到BF=0為止。 LCD顯示程序流程圖 DS1302讀寫程序DS1302是SPI總線驅(qū)動方式。它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。要想與DS1302通信，首先要先了解DS1302的控制字。 DS1302的控制字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SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開始。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。、。 單字節(jié)讀 單字節(jié)寫在進(jìn)行任何數(shù)據(jù)傳輸時，RST必須被置高電平，每個SCLK為上升沿時數(shù)據(jù)被輸入，下降沿時數(shù)據(jù)被輸出。先把RST置低，禁止數(shù)據(jù)傳輸，SCLK置低，清零時鐘總線，RST再置高，允許數(shù)據(jù)傳輸。傳送完成后，RST置低，禁止字節(jié)的傳送。程序見附錄二。1602通過D0~D7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令，其模塊內(nèi)的控制器有11條控制指令。當(dāng)液晶顯示屏的接口電路與單片機(jī)系統(tǒng)I/O按照并行數(shù)據(jù)傳輸方式連接完成以后，即可以對STC89C52單片機(jī)進(jìn)行編程。在液晶屏完成顯示之前首先要對液晶進(jìn)行初始化。程序見附錄二。本章對基于單片機(jī)的萬年歷系統(tǒng)軟件模塊進(jìn)行設(shè)計，先對該系統(tǒng)進(jìn)行了整體流程的設(shè)計，給出了設(shè)計的流程圖，隨后介紹了各模塊的子程序。對一些模塊常用的函數(shù)進(jìn)行了解釋，這一切都構(gòu)成了這個系統(tǒng)的軟件基礎(chǔ)。第六章 結(jié)束語至此，畢業(yè)設(shè)計的所有內(nèi)容就介紹完了，通過本次課程設(shè)計較系統(tǒng)地掌握有關(guān)單片機(jī)控制的設(shè)計思想和設(shè)計方法，主要對STC89C52的結(jié)構(gòu)、功能、內(nèi)部資源等了解并對其進(jìn)行測試和加以應(yīng)用的知識得到學(xué)習(xí)。進(jìn)行這次畢業(yè)設(shè)計，從最簡單的查資料、了解各個元件的功能起步，再確定設(shè)計方案、畫流程圖、編寫程序到最后進(jìn)行仿真測試，這次課題設(shè)計可以說成功完成。系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計合理,功能完備,運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。實驗結(jié)果表明此萬年歷實現(xiàn)后具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。在整個設(shè)計過程中，充分發(fā)揮了人的主觀能動性，提高了自學(xué)能力，學(xué)到了許多沒學(xué)到的知識。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考查資料，和同學(xué)討論，向老師請教，理清了思路，完成對程序的編寫。通過設(shè)計提高了對單片機(jī)的認(rèn)識，進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理。通過實際程序設(shè)計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計方法和調(diào)試技術(shù)，提高軟件設(shè)計、調(diào)試能力；