【文章內容簡介】 的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃速 存儲器 組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C51 單片機 為很多 嵌入式控制系統 提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及 引腳 排列如圖所示。 2． 2 DS1302 芯片 DS1302 是 美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU 進行 同步通信 ，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的 時鐘信號 或 RAM 數據。 DS1302 內部有一個 31 8 的用于臨時性存放數據的 RAM 寄存器 。 DS1302 是基于芯片 DS1202 的換代商品，但其同時能與 DS1202 芯片兼容，與一代芯片不一樣的地方在于該芯片增加了新的電源引腳（主、備電源均進行了設計），后備電源還能獲得電流充電的補充功能。 12864液晶顯示屏 12864 是 128*64 點陣 液晶模塊的點陣數簡稱，業(yè)界約定俗成的簡稱。 該點陣構成方式的經濟成本 較低，適用范圍廣，多見于常規(guī)小型設備等的顯示。 圖 1 12864 液晶顯示屏 圖 2 12864 液晶顯示屏基本參數 電容 RESPACK8 排阻（ Network Resistor），即網絡電阻器（ Wirewound Resistor）。排阻是將眾多的電阻集中組合裝配于一體后構成。其中設定了一個公共的引腳可以將各個電阻的一個引腳連接在一起，電阻的另一個引腳完全正常引出。由上可以得到排阻之間有 M 個電阻構成，那么整體包含 M+1 個引腳。從結構上來看，排阻的最左側是公共引腳，標示為 一個單獨的色點。排阻的特征是安裝簡易、占用體積小，適合電子器件。因而在計算機、 LED、電腦主板結構以及微小家電中應用廣泛。排阻的公共端外觀顏色常為黑色或者黃色，其在封裝帶標示為白色點狀。 3 系統硬件設計 系統硬件的設計 系統硬件框圖如圖 3 圖 3 系統硬件框圖 該設計的主要特點是： ①功能多，能實現年、月、日、星期、時、分、秒、溫度的直觀顯示，而且通過按鍵能夠對時間進行調整。 ②耗能低，僅僅需要 3節(jié)電池組成，驅動電池工作時間較長。 ③實現鬧鐘定時功能，當時鐘時間與設置好的鬧鈴時間一致時，蜂鳴 器發(fā)出鬧鈴音，這是按下任意按鍵，可終止鬧鈴。 本設計中的的控制核心部件是單片機 AT89C51，其工作電壓值要求為 5V,該單片機能耗低，性能高，是一款經典的 CMOS 8 位單片機，片內含 8kBytes ISP(Insystem programmable)的 只讀程序存儲器，可以擦拭 1000 次，器件采取了 ATMEL 高密度、不易失性存儲技術，同時兼容了 80C52 引腳以及相關指令系統。本芯片內部使用了通用處理器（ 8位），微型計算機系統 AT89C51 功能強大，能夠為控制應用系統提供存儲支持；電路中的時鐘部分由 DS1302 完成我，其特征是自帶 RAM 實時時鐘電路，它還可以對年、月、甚至分秒等時間單位進行計時，閏年的功能也已經設定了正確補償。該時鐘芯片工作范圍是 ～ 的使用電壓。數據傳輸采取了三線連接方式，能夠單次發(fā)送多字節(jié)信息數據。在芯片DS1302 以內，設置了一個存儲臨時文件及數據的 RAM 寄存器。這一設置能夠自動記錄年月日、時秒分等功能單位信息，使用效果良好，另外該芯片自帶斷電保護功能，能在緊急情況下，自動保存相關數據。而 DS18B20 則主要負責了溫度控制，具備單獨的接口方式，該單片機的優(yōu)勢在于其連接主機 時，簡便易操作，僅需要單線通訊，測溫范圍是零下 55 至 125℃，對溫度大小的檢測精度為 攝氏度。當有數個 DS18B20 時，可以同時并聯接線至三線端口，并聯數量的上限為8。若數量查過 8 個則會拉低使用電壓，造成傳輸失穩(wěn)。驅動的顯示功能也需要依靠排阻完成，主要包含了顯示屏（ 12864）以及驅動器（ RESPACK8），該款顯示器屬于工業(yè)用液晶屏，點陣顯示成本經濟合理，在微小型電子設備中應用廣泛。 硬件電路設計 硬件電路設計主要由 AT89C51 單片機， DS1302 時鐘 芯片， DS18B20 溫度傳感器， 13864 液晶顯示屏，蜂鳴器以及 4 個獨立式按鍵組成。 圖 4 電子萬年歷電路原理圖 上圖圖 4顯示了萬年歷的原理標示圖紙，主控件構成基本結構包括 AT89C51， DS1302（時鐘）， RESPACK8（驅動）， 12864（液晶顯示），以及掃描電路等五個重要部分。 （ 1）主控制器 AT89C51 ATMEL 公司開發(fā)的單片機型號 AT89C51 市場反應良好，利用靜態(tài)設計方法（ 80C51），并采取了優(yōu)異的工藝制造方式。其特征是含程 序存儲器（不易失），能耗低，性能全面，是一款通用的 8 位處理器。重要參數是 8KB 的寄存器結構們能夠實現 1000 次以上的數據擦拭，且有效保存數據時長達 10 年以上。 ● 256 字節(jié)內部 RAM； ● 電源控制模式； ● 時鐘可停止和恢復； ● 空閑模式； ● 掉電模式； ● 6個中斷源； ● 4個中斷優(yōu)先級； ● 4個 8位 I/O 口； ● 全雙工增強型 TUAR ● 3個 16 位定時 /計數器： T0、 T1(標準 80C51)和增加的 T2（捕獲和比較） ● 全靜態(tài)工作方式： 0～ 24MHZ （ 2） 時鐘電路 DS1302 DS1302 的性能特性： ● 實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補償的年進行比較； ● 用于高速數據暫存的 31*8 位 RAM； ● 最少引腳的串行 I/O； ● ～ 電壓工作范圍； ● 時電流小于 300nA； ● 用于時鐘或 RAM 數據讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數據傳送方式； ● 簡單的三線接口； ● 可選的慢速充電（至 VCC1）的能力。 在進行數據傳輸時，對 DS1302 需要初始化處理，具體方法是設置 RST 到高電平位置，輸入 8 位地址以及命令， 保障數據在上升沿得到有效訪問。時間周期開始時，命令節(jié)需要已經移入寄存器內部，另外關于時鐘周期的操作數據，以數據寫入的形式實現。時鐘的單此脈沖以單字節(jié)表達，具體形式是 8+8，若脈沖為多字節(jié)時，則表現為 8+形式，最大字節(jié)數為 248 字節(jié)數。假定，傳送過程 RST 為低電平形式，那么將停止本次數據傳送過程，并且輸入輸出引腳切換為高阻態(tài)模式。上電前，需要保值 SCLK 低電平位置，保障 RST 置高的正常進行。 DS1302 具備對時間單位由大到小的計算，例如秒、分、時、日、周、月、年。年度若遇閏年，時間自動實現補償功能，該芯片的 工作電壓范圍是 到 伏。本芯片內部包含了實現臨時數據存儲的 RAM 寄存器結構，芯片采用三線接口進行有效通訊。 DS1302是基于芯片 DS1202的換代商品，但其同時能與 DS1202芯片兼容，與一代芯片不一樣的地方在于該芯片增加了新的電源引腳（主、備電源均進行了設計），后備電源還能獲得電流充電的補充功能。日期調整時，以月度時間和月末日期進行自動調節(jié)，具備準確的 閏年調整功能。同時，時鐘電路運行后，計時制式可以選擇 12小時或者 24 小時兩個使用周期。該芯片 數據傳輸采取了三線連接方式，能夠單次發(fā)送多字節(jié)信息數據 。對于主 、 備電源的電源引腳 ： VCC1 在單電源中與電池供電能夠實現較低的電源，并且提供功率數據抄錄記憶；若是雙電池源，則需要進行主電源供電。在該種運行手段中，將 VCC1 接到備用源，實現即使外部電源故障關也能臨時實現數據的保存工作。 本芯片中的供電設定規(guī)則是引腳大者進行自動供電判定生效。 當 VCC2 超過 VCC1 約 0． 2V數值時）時，由其供電，相反當 VCC2 小于 VCC1 時，供電端切換至 VCC1。引腳示意如下圖 25 所示。 圖 25 芯片 DS1302 引腳示意圖 DS1302 在任何數據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，數據在 SCLK 的上升沿被訪問到。在開始 8 個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數據，在寫操作時寫入數據。時鐘脈沖的個數在單字節(jié)方式下為 8+8，在多字節(jié)方式下為 8+字節(jié)數，最大可達 248 字節(jié)數 . 如果在傳送過程中置 RST 腳為低電平，則會終止本次數據傳送，并且 I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 VCC≥ 2． 5V 之前， RST 腳必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 DS1302 的控制字如圖五所示?？刂谱止?jié)的 最高有效位（位 7