【文章內(nèi)容簡介】 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。 溫度采集模塊設(shè)計 DS18B20 是一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀 15 出被測溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。可以分別在 ms 和 750 ms 內(nèi)完成 9 位和 12 位的數(shù)字量，并且從 DS18B20 讀出的信息或?qū)懭?DS18B20 的信息僅需要一 根口線（單線接口）讀寫 ,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。 DS18B20 有獨(dú)特的單線接口方式 ： DS18B20 與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 在使用中不需要任何外圍元件。 可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍： — V。 測溫范圍： 55— 125 ℃ 。固有測溫分辨率為 ℃ 。 通過編程可實(shí)現(xiàn) 912 位的數(shù)字讀數(shù)方式。 用戶可自設(shè) 定非易失性的報警上下限值。 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。 負(fù)壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 顯示模塊介紹 MLO16液晶模塊采用 HD44780控制器。 HD44780具有簡單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動、閃爍等功能。 MLO16與單片機(jī)通訊可采用 8位或者 4位并行傳輸兩種方式。 HD44780控制器由兩個 8位寄存器、指令寄存器和數(shù)據(jù)寄存器、忙標(biāo)志、顯示數(shù)據(jù) RAM、字符發(fā)生器 RAM、地址計數(shù)器、 IR用于寄存指令碼 ，只能寫入不能獨(dú)處；DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)有內(nèi)部操作自動寫入 DDRAM和 CGRAM，或者暫存從 DDRAM何 CGRAM獨(dú)處的數(shù)據(jù)。 BF位 1時，液晶模塊處于內(nèi)部處理模式，不響應(yīng)外部操作指令和接收數(shù)據(jù)。 DDRAM用來存儲顯示的字符，能存儲 80個字符碼。 CGROM有 8位字符碼生成 5*7點(diǎn)陣字符或者 4個 5*10點(diǎn)陣字符。 AC可以存儲 DDRAM和 CGRAM的地址，如果地址碼隨指令寫入 IR則 IR自動把地址碼裝入 AC，同時選擇 DDRAM或者 CGRAM單元。 本章小結(jié) 本章主要敘述了控制系統(tǒng)的硬件電路 的功能和設(shè)計 。首 先 ，對本系統(tǒng)硬件部分先進(jìn)行了總體概述并選擇出單片機(jī)型號，除單片機(jī)的主控電路外，還有時鐘電路模塊，溫度采集模塊，顯示模塊的設(shè)計。對硬件輸入與輸出兩方面的每一部分都進(jìn)行了較詳細(xì)的敘述，包括各器件的選型以及相關(guān)的信號調(diào)理電路。 16 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 程序流程圖 系統(tǒng)的總體程序流程 在程序設(shè)計過程中，采用合理的程序設(shè)計結(jié)構(gòu)很關(guān)鍵。在本系統(tǒng)設(shè)計過程中，主程序采用了自上而下的設(shè)計思路。本系統(tǒng)的總體程序流程圖如下： 開 始初 始 化 整 個 系 統(tǒng)讀 / 寫 日 期 、 時 間日 期 、 時 間 、 溫度 顯 示 子 程 序判 斷 是 否 有 鍵 按 下按 鍵 設(shè) 置 子 程 序日 期 修 改 子 函 數(shù)日 歷 自 動 更 新 子 程 序結(jié) 束 17 按鍵調(diào)整 程序流程圖 本設(shè)計采用三鍵調(diào)時（設(shè)置、上鍵、下鍵），當(dāng)按下設(shè)置鍵后開始用上、下鍵調(diào)分，再次按下設(shè)置鍵開始調(diào)整小時（方法同上），依次類推調(diào)星期、日、月、年如下圖。 本章小結(jié) 軟件設(shè)計是本系統(tǒng)的重點(diǎn)之一，它直接影響到系統(tǒng)的整體性能。本章詳細(xì)描述了控制軟件的功能和設(shè)計思路。首先介紹軟件的設(shè)計結(jié)構(gòu)，然后在說明軟件的操作方法，然后列出軟件相應(yīng)的子程序流程圖與程序清單。 18 開 始按 設(shè) 置 鍵 ， 光 標(biāo) 閃 ， 開始 動 時 間 調(diào) 整進(jìn) 入 秒 調(diào) 整分 調(diào) 整小 時 調(diào) 整星 期 調(diào) 整日 調(diào) 整月 調(diào) 整年 調(diào) 整按 設(shè) 置 鍵 ， 調(diào) 整 結(jié) 束 時間調(diào)整程序流程圖 19 第 5 章 PROTEUS 系統(tǒng)的仿真 編程環(huán)境 PROTEUS 介紹 PROTEUS 軟件是由英國 LabCenter Electronics 公司開發(fā)的 EDA 工具軟件，由 ISIS和 ARES 兩個軟件構(gòu)成，其中 ISIS 是一款便捷的電子系統(tǒng)仿真平臺軟件， ARES 是一款高級的布線編輯軟件，它集成了高級原理布線圖、混合模式 SPICE 電路仿真、 PCB 設(shè)計以及自動布線來實(shí)現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計。 用 PROTEUS ISIS 對時鐘硬件電路設(shè)計 通過 PROTEUS ISIS 軟件的 VSM（虛擬仿真技術(shù)），用戶可以對模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路，以及基于微控制器的系統(tǒng)連同所有外圍接口電子元器件一起仿真。 用 PROTEUS ISIS 設(shè)計硬件電路的過程 選擇設(shè)計圖紙的到小 根 據(jù)設(shè)計所使用到元器件的多少，選擇合適大小的設(shè)計圖紙，操作是單擊菜單欄上的 System→ Set Sheet Size ，然后彈出如圖 所示的對話框，從中選擇合適大小的圖紙，也可以選擇 User 進(jìn)行圖紙的自定義設(shè)置。在設(shè)計過程中也可以通過此方法調(diào)整圖紙的大小。 圖 選擇圖紙 選取仿真所需的元器件 選取元器件的方式是，單擊如圖 所示的按鈕 “ P” 。會彈出如圖 所示的窗口。 20 圖 圖 從此窗口的左上角的“ Keywords”中輸入電子萬年歷設(shè)計用到的器件，如輸入“ AT89C51”，在中間會列出帶有輸入關(guān)鍵字的元器件，選擇合適的元器件并雙擊它，則已經(jīng)選擇好了該元器件。然后再在“ Keywords”中輸入其他所需的元器件，用同樣的方法進(jìn)行操作。最后選擇好所有的元器件如圖 所示。 圖 所用器件 21 AT89C51 代表單片機(jī)會， DS1302 代表時鐘芯片， RESPACK8 代表八排電阻等。 把元器件放到圖紙的合適位置進(jìn)行布線 單擊如圖 所示的元器件 AT89C51，再在右邊圖紙上單 擊，就把元器件放入到了圖紙上。再用同樣的方法把 DS1302 放入到圖紙的合適位置。如果元器件放置錯誤，這可通過兩次右擊刪除所放置的元器件，如果位置放得不理想，可以先右擊該器件，然后按住左鍵進(jìn)行移動。在布線之前，如果覺得元器件的引腳的方向不好布線，則可以通過單擊四個按鈕進(jìn)行調(diào)整，這四按鈕的意思分別是：順時針旋轉(zhuǎn) 90176。，逆時針旋轉(zhuǎn) 90176。，沿 Y 軸對稱，沿 X 軸對稱。通過這樣的調(diào)整，可以使整個布局合理一些。接著進(jìn)行布線，由于 PROTEUS ISIS 有自動布線的功能。 ISIS 還提供了網(wǎng)絡(luò)布線，即不使用線連接也可以把兩個 引腳虛擬的連接了起來。具體操作是：單擊要連線的一個引腳，連出適當(dāng)?shù)木嚯x后雙擊，另一個引腳也同樣操作，單擊“ LBL”按鈕，在彈出的窗口中的“ String”中填入名稱，如“ A” ，對 OUT7引腳進(jìn)行同樣的操作，在“ String”中也填入名稱“ A”，這樣就完成了引腳的網(wǎng)絡(luò)連接，這個好處避免兩個距離比較遠(yuǎn)的器件進(jìn)行真實(shí)線的連接，使布線美觀。 編輯窗口連接端子 要 讓最后的設(shè)計成功仿真時，必須放置并連接端子。選擇 ，從中可以選擇電路原理中的兩個通用的端子，一個是接地，一個是電源。 如圖 所示。 圖 工程文件的建立、設(shè)置與目標(biāo)文件的獲得 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展 ,Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛 宣布全面支持 Keil 即可看出。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通 過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 22 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN202 WINXP 等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很 可能只支持該軟件），即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 工程的建立 首先啟動 Keil 軟件的集成開發(fā)環(huán)境，這里假設(shè)讀者已正確安裝了該軟件，可以從桌面上直接雙擊 uVision 的圖標(biāo)以啟動該軟件。 UVison 啟動后，程序窗口的左邊有一個工程管理窗口，該窗口有 3 個標(biāo)簽，分別是 Files、 Regs、 和 Books，這三個標(biāo)簽頁分別顯示當(dāng)前項(xiàng)目的文件結(jié)構(gòu)、 CPU 的寄存器及部份特殊功能寄存器的值（調(diào)試時才出現(xiàn)）和所選 CPU 的附加說明文件 源文件的建立 使用 菜單“ FileNew”或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕 ,即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開一個新的文本編緝窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語言源程序 保存該文件，注意必須加上擴(kuò)展名（匯編語言源程序一般用 asm 或 a51 為擴(kuò)展名），這里假定將文件保存為 。 需要說明的是，源文件就是一般的文本文件 ,不一定使用 Keil 軟件編寫，可以使用任意 文本編緝器編寫，而且， Keil 的編緝器對漢字的支持不好，建議使用 UltraEdit之類的編緝 軟件進(jìn)行源程序的輸入。 建立工程文件 在項(xiàng)目開發(fā)中，并不是僅 有一個源程序就行了，還要為這個項(xiàng)目選擇 CPU（ Keil支持?jǐn)?shù)百種 CPU，而這些 CPU 的特性并不完全相同），確定編譯、匯編、連接的參數(shù)，指定調(diào)試的方式，有一些項(xiàng)目還會有多個文件組成等，為管理和使用方便， Keil 使用工程（ Project）這一概念，將這些參數(shù)設(shè)置和所需的所有文件都加在一個工程中，只能對工程而不能對單一的源程序進(jìn)行編譯（匯編）和連接等操作，下面我們就一步一步地來建立工程。 點(diǎn)擊“ ProjectNew Project?”菜單，出現(xiàn)一個對話框，要求給將要建立的工程起一個名字，你可以在編緝框中輸入一 個名字（設(shè)為 exam1），不需要擴(kuò)展名。點(diǎn)擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個對話框， 如圖 所示，這個對話框要求選擇目標(biāo) CPU（ 即你所用芯片的型號）， Keil 支持 的 CPU 很多 ，我們選擇 Atmel 公司的 89C51 芯片 。 點(diǎn)擊ATMEL 前面 的“ +”號， 展開 該層，點(diǎn)擊其中 的 89C51，然后再點(diǎn)擊“確定”按鈕，回到主界面，此時，在工 23 程窗口的文件頁中，出現(xiàn)了“ Target1”，前面有“ +”號，點(diǎn)擊“ +”號展開，可以看到下一層的 “ Source Group1”，這時的工程還是一個空的工程，里面什么文件也沒有，需要手動把剛才編 寫好的源程序加入，點(diǎn)擊“ Source Group1”使其反白顯示，然后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)一個下拉菜單，選中其中的“ Add file to Group”“ Source Group1”，出現(xiàn)一個對話框，要求尋找源文件，注意，該對話框下面的“文件類型” 默認(rèn)為 C source file(*.c)，也就是以 C 為擴(kuò)展名的文件， 圖 而我們的文件是 以 asm 為 擴(kuò)展名的，所以在列表框中找不到 ， 要 將文件類型改掉，點(diǎn)擊對話框中“文件類型”后的下拉列表，找到并選中“ Asm Source File(*.a51,*.asm)， 這樣，在列表框中就可以找到 文件了 。 雙 擊 文件，將文件加入項(xiàng)目，注意，在文件加入項(xiàng)目后，該對話框并不消失，等待繼續(xù)加入其它文件，但初學(xué)時常會誤認(rèn)為操作沒有成功而再次雙擊同一文件，這時會出現(xiàn)如圖 4 所示的對話框，提示你所選文件已在列表中，此時應(yīng)點(diǎn)擊“確定”， 返回 前一對話框，然后點(diǎn)擊“ Close” 即可 返回主界面，返回后，點(diǎn)擊“ Source Group 1”前的加號，會發(fā)現(xiàn) 文件已在其中。雙擊文件名，即打開該源程序。 24 圖 工程的詳細(xì)設(shè)置 工程建立好以后，還要對工程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，以滿足要求。 首先點(diǎn)擊左邊 Project 窗口的 Target 1，然后使用菜單“ ProjectOption for target‘ target1’ ” 即出現(xiàn)對工程設(shè)置的對話框，這個對話框可謂非常復(fù)雜，共有 8 個 頁面，要全部搞清可 不容易 ，好在絕大部份設(shè)置項(xiàng)取默認(rèn)值就行了。 設(shè)置對話框中 的 Target 頁面，如 圖 5 所示， Xtal 后面 的數(shù)值是晶振 頻率 值，默認(rèn)值是所選 目標(biāo) CPU 的 最高可用頻率值，對于 我們所選的 AT89C51 而言 是 24M，該數(shù)值 與最終產(chǎn)生的目標(biāo)代碼無關(guān)，僅用于軟件模擬調(diào)試時顯示程序執(zhí)行時間。正確 設(shè)置該數(shù)值可使