【文章內(nèi)容簡介】 L C D1 60 2P1_0P1_1P1_2P 2. 0P 2. 1P 2. 2P 3. 2K3 圖 9 LCD1602顯示模塊 電源電路 為了方便使用，本系統(tǒng)設(shè)計了雙電源，既可選擇交流 9V 供電，也可選用直流 12V或 5V供電。本系統(tǒng)還設(shè)置了 USB 接口，可方便使用 MP3 或手機充電器對電路進行供電。電源模塊如圖 10 所示。 采用直流或交流電源供電時，電路經(jīng)過二極管 IN4007 半波整流和電容 C3 濾波后送入三端穩(wěn)壓管 7805 產(chǎn)生 +5V 的電壓再經(jīng)濾波后為電路進行供電。采用直流 +5V 穩(wěn)壓電源時，須接上跳帽，這時三端穩(wěn)壓管 7805 不工作。 V C C1G N D2G N D3ji e k o u 1IN 4 0 0 7C31 0 u FC40 .1 u FV in1V o u t3GND2U47 8 0 5C52 2 0 0 u FS W I T C HU4G N D4V C C123U S B5VR 1 51KL E D12J 圖 10 電源模塊 鬧鐘電路設(shè)計 本設(shè)計的鬧鐘電路直接采用 PNP 型三極管驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)單片機的 引腳送出低電平時， PNP 型三極管飽和導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)聲，為高電平時不發(fā)聲，因此通過單片機產(chǎn)生不同頻率的脈沖從 引腳送出，蜂鳴器就會發(fā)出各種音調(diào)的聲音。 鬧鐘電路如圖 11 所示。 11 Q19 01 25VR 141KP 1. 7S P E A K E R 圖 11 鬧鐘電路 鍵盤輸入電路 本系統(tǒng)設(shè)置了四個功能按鍵： K K K K4，如圖 12所示。 K1 的功 能：按一下進入陰歷顯示界面，按兩下進入模式選擇界面，按三下，退出模式選擇界面，回到主頁面。在鬧鈴響的時候，按一下可停止鬧鈴。 K2 的功能：對時間、日歷、鬧鈴時間、鬧鈴開關(guān)、溫度報警等內(nèi)容進行選擇。 K3 的功能：對相應(yīng)的內(nèi)容進行加一操作。 K4 的功能：對相應(yīng)的內(nèi)容進行減一操作。 P 1 .0 / T 21P 1 .1 / T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T / V P D9R X D / P 3 . 010T X D /P 3 . 111IN T 0 /P 3 . 212IN T 1 /P 3 . 313T 0 /P 3 . 414T 1 /P 3 . 515W R /P 3 .616R D / P 3 .717X T A L 218X T A L 119G N D20P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728P S E N29A L E /P R O G30E A / V p p31P 0 .732P 0 .633P 0 .534P 0 .435P 0 .336P 0 .237P 0 .138P 0 .039V C C40A T 8 9 S 5 2U1K1K2K3K4K1K2K3K45V 圖 12 鍵盤輸入電路 3 軟件設(shè)計 為了方便編寫、調(diào)試和增加可讀性，本設(shè)計的軟件部分采用 C 語言進行編寫。 本系統(tǒng)主要程序模塊包括 AT89S52 主控程序 、 DS1302 時間處理 、 環(huán)境溫度采集 、LCD1602 顯示 、 鍵盤掃描 、 音樂播放、公歷轉(zhuǎn)農(nóng)歷等幾 部分。 12 主程序框圖 圖 13 主程序框圖 DS1302 時間處理 DS1302 在任何數(shù)據(jù)傳送時必須先初始化，把 RST 腳置為高電平，然后把 8 位地址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)的讀 /寫可以用單字節(jié)或多字節(jié)的突發(fā)模式進行。所有的數(shù)據(jù)應(yīng)在時鐘的下降沿變化，而在時鐘的上升沿，在芯片或與之相應(yīng)的設(shè)備進行輸入。 13 （ 1）命令字節(jié) 命令字節(jié)的格式如表 3所示 表 3 DS1302的命令字節(jié)格式 D D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD CK WR 每次數(shù)據(jù)的傳輸都是有命令字節(jié)開始的，這里的最高有效位必須是 1。 D6是 RAM（為1）或時鐘（為 0）的標(biāo)識位。 D1～ D5 定義片內(nèi)寄存器的地址。最低有效位（ D0）定義了寫操作（為 0時）或讀操作（為 1 時），命令字節(jié)的傳輸時鐘從最低有效位開始。 （ 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，如下圖 14 所示。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。如下圖 15所示。 圖 14讀出 DS1302數(shù)據(jù) 圖 15寫 DS1302控制字 （ 3）日歷、時鐘寄存器及其控制字 DS1302 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，其日歷、時間寄存器及其控制字見表 4所示，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。 14 表 4 DS1302的日歷、時鐘寄存器及其控制字 寄存器 名 命令字 取值 范圍 各位內(nèi)容 寫操作 讀 操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分鐘寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時 寄存器 84H 85H 112或 0023 12/ 24 0 10 AP HR HR 日期 寄存器 86H 87H 0128,29, 30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 IOM MONTH 周日寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 時間處理子程 序流程圖如圖 16 所示，程序見附錄一。 圖 16 時間處理程序框圖 開始變量初始化使 DS 1302 不具備寫保護復(fù)位端產(chǎn)生一個高電平寫 1302 地址延時一段時間向該地址寫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寫完了嗎 ？復(fù)位端產(chǎn)生一個高電平寫 1302 地址將該地址的數(shù)據(jù)讀出地址增加數(shù)據(jù)讀完了嗎 ？地址加 1延時一段時間顯示數(shù)據(jù)YNYN 15 環(huán)境溫度采集 溫度采集子程序流程圖如圖 17 所示，程序見附錄一。 圖 17 溫度采集程序框圖 鍵盤掃描 鍵盤掃描子程序流程圖 如圖 18 所示，按鍵功能說明詳見 鍵盤輸入電路部分，程序則見附錄一。 音樂播放 對于單片機產(chǎn)生音樂，關(guān)鍵是控制頻率的輸出。 一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個音階對應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了，當(dāng)然對于單片機來產(chǎn)生不同的頻率非常方便，本設(shè)計中利用單片機的定時 /計數(shù)器 T0來產(chǎn)生這樣方波頻率信號，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。 程序和程序說明見附錄一。 公歷轉(zhuǎn)農(nóng)歷 本設(shè)計采用的是按年查表法來實現(xiàn)公歷轉(zhuǎn)換成農(nóng)歷，這樣可最大限度地減少表格所占的程序空間 。這里采用了三個字節(jié)來表示一年的農(nóng)歷信息。 計算公歷日對應(yīng)的農(nóng)歷日期的方法：先計算出公歷日離當(dāng)年元旦的天數(shù)，然后查表取得當(dāng)年的春節(jié)日期計算出春節(jié)離元旦的天數(shù)，二者相減即可算出公歷日離春節(jié)的天數(shù)，以后只要根據(jù)大小月和閏月信息，減一月天數(shù)調(diào)整一月農(nóng)歷月份，即可推算出公歷日所對應(yīng)的農(nóng)歷日期。如公歷日不到春節(jié)日期，農(nóng)歷年要比公歷年小一年，農(nóng)歷大小月 16 取前一年的信息，農(nóng)歷月從 12 月向前推算 [2]。公歷轉(zhuǎn)農(nóng)歷程序流程圖如圖 19 所示，程序見附錄一。 圖 18 鍵盤掃描框圖 17 圖 19 公歷轉(zhuǎn)農(nóng)歷程序 流程圖 結(jié)束語 本設(shè)計以 AT89S52 單片機為核心，利用軟件編程，通過鍵盤控制、溫度傳感器、日歷時鐘芯片和 LCD 液晶顯示基本達到預(yù)想效果。本設(shè)計硬件系統(tǒng)相對簡單，使用方便。程序部分是本設(shè)計的一個難點，為了實現(xiàn)較多的功能，程序變得相當(dāng)龐大，調(diào)試起來比較麻煩。由于本人能力有限，程序還未能進一步優(yōu)化，為了節(jié)約成本，系統(tǒng)未能實現(xiàn)更多的功能，如農(nóng)歷年、天干地支和星期自動關(guān)聯(lián)等。 18 參考文獻 [1] 顧濱，趙偉軍，王泰，鮑可進，李鐵香 .單片微計算機原理、開發(fā)及應(yīng)用 [M].北京：高等教育出版社， . [2] 朱思榮 .用 51單片機實現(xiàn)公歷與農(nóng)歷、星期的轉(zhuǎn)換， 12. [3] DS18B20 中文資料， 122. [4] DS1302 中文資料， 18. [5] 1602的使用說明及 C語言例程， 15. [6]7805應(yīng)用電路圖 .電子技術(shù)資料網(wǎng)站 . [7] 竇振中 .單片機外圍器件實用手冊輸出通道器件分冊 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，. [8] 劉建清，魯金，王春生 .從零開始學(xué)單片機技術(shù) [M].北京：國防工業(yè)出版社， .。 [9] 徐愛鈞 .單片機原理實用教程 基于 proteus 虛擬仿真 [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,. [10] 張齊 ,朱寧西 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù) — 基于 C51的 protues仿真 (第 2版 )[M].北京：電子工業(yè)出版社 ,. 19 附錄 附錄 A 程序/************使用 LCD160 DS1302 時鐘芯片、DS18B20 溫度傳感器完成該萬年歷 **************/ include include include include include include include include include define uint unsigned int //宏定義 define uchar unsigned char void open()。 //上電顯示 void KeyScan()。 //鍵盤掃描 void SetTime_Mode()。 //調(diào)時 void SetDate_Mode()。 //調(diào)日期 void SetYear_Week_Mode()。 //調(diào)年和星期 void SetRing_Mode()。 //鬧鐘設(shè)置 void SetTemp_Mode()。 //溫度上限設(shè)置模式 void InitialSound(void)。 //音樂初始化 void Guangbiao_Flash()。 //光標(biāo)閃爍 void Play(unsigned char *Sound,unsigned char Signature,unsigned Octachord,unsigned int Speed)。 /****************************** 日 歷 主 函 數(shù)************************************/ void main() { init()。 Warn_Ling_init()。 Read_RTC()。 open()。 //上電顯 示函數(shù) write_(0x01)。 //清屏 while(1) { time_date()。 //時間處理 KeyScan()。 //鍵盤掃描 if(ring_time[1]==l_tmpdate[1]amp。amp。ring_time[2]==l_tmpdate[2]amp。amp。flag==0amp。amp。alarm!=0)//判斷是否到鬧鐘設(shè)置的時間，是的話執(zhí)行相應(yīng)動作 { uchar i。 if(ala