【文章內(nèi)容簡介】 視范圍十分寬 ， 而且 經(jīng)濟(jì)實(shí)惠， 也不需要復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)程序 。所以 最后選擇 LED數(shù)碼管顯示方案。 綜上所述，按照系統(tǒng)設(shè)計(jì) 功能的要求，確定 硬件 系統(tǒng)由主控 制器 、時(shí)鐘模塊、測溫電路 、 顯示模塊、鍵盤接口共 5個(gè)模塊組成，總體系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖 。 圖 電子萬年歷系統(tǒng)構(gòu)成框圖 4 系統(tǒng)硬件電路 設(shè)計(jì) 電子萬年歷 電路 原理圖 見附件一 ，系統(tǒng)由主控制器 AT89C5時(shí)鐘芯片 DS130溫 度傳感器DS18B20傳感器、顯示電路及鍵盤掃描電路組成。 主控器 AT89C52 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C52 單片機(jī)采用高性能的靜態(tài) 80C51 設(shè)計(jì) ，由 先進(jìn)工藝制造，并帶有非易失性 Flsah程序存儲(chǔ)器。它是一種高性能、低功耗的 8位 CMOS微處理芯片，市場應(yīng)用最多。主要性能特點(diǎn)有： 8KB Flash ROM，可以檫寫 1000次以上，數(shù)據(jù)保存 10年。 256字節(jié)內(nèi)部 RAM。 電源控制模式 —— 時(shí)鐘可停止和恢復(fù)； —— 空閑模式； — — 掉 電 模式。 6個(gè)中斷源。 4個(gè)中斷優(yōu)先級。 4個(gè) 8位 I/O口。 全雙工增強(qiáng)型 UART。 3個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， T0、 T1（標(biāo)準(zhǔn) 80C51）和增加的 T2（捕獲和比較）。 全靜態(tài)工作方式： 0～ 24MHz。 DS1302 時(shí)鐘 模塊 AT89C52 主控 制器 DS18B2 溫度探測 鍵盤掃描電路 數(shù)碼顯示電路 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 共 15 頁，第 3 頁 時(shí)鐘電路 DS1302 . DS1302的性能特性 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可對秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)； 用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31 8位 RAM； 最少引腳的串行 I/O； ～ ； 300nA； 用于時(shí)鐘或 RAM數(shù)據(jù)讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式； 簡單的 3線接口； 可選的慢速充電（至 Vcc1）的能力。 DS1302時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31字節(jié)的靜態(tài) RAM。它經(jīng)過一個(gè)簡單的串行 接口與微處理器通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月和年等信息。對于小于 31 天的月和月末的日期自動(dòng)調(diào)整，還包括閏年校正的功能。時(shí)鐘的運(yùn)行可以采用 24h或帶 AM(上午 )/PM（下午）的 12h格式。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)鐘信號或 RAM數(shù)據(jù)。 DS1302 有主電源 /后備電源雙電源引腳： Vcc1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源，并提供低功率的電池備份； Vcc2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)用方式中， Vcc1連接到備份電，以便在沒有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。 DS1302由 Vcc1或 Vcc2中較大者供電。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+， Vcc2給 DS1302供電；當(dāng) Vcc2小于 Vcc時(shí)， DS13026由 Vcc1供電。 DS1302數(shù)據(jù)操作原理 DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時(shí)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)在 SCLK 的上升沿被輸入。無論是讀周期還是寫周期，開始 8位指定 40個(gè)寄存器中哪個(gè)將被訪問到。在開始 8 個(gè)時(shí)鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器之后，另外的時(shí)鐘周期在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫操作是寫入時(shí)寫入數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為 8 加 8，在多字節(jié)方式下為 8加字節(jié)數(shù)，最大可達(dá) 248字節(jié)數(shù)。 如果在傳送過程中置 RST腳為低電平，則會(huì)終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc大于等于 ,RST腳必須保持低電平。只有在 SCLK為低電平時(shí)，才能將 RST置為高電平。 DS1302的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 ，表 。 DS1302的控制字如 圖 。控制字節(jié)的最高位（位 7）必須是邏輯 1；如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302中。位 6如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)；為 1表示存取 RAM數(shù)據(jù)。位 5～1（ A4～ A0）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入 /輸出。 為了提高對 32個(gè)地址的尋址能力（地址 /命令位 1～ 5=邏輯 1），可以把時(shí)鐘 /日歷或 RAM寄存器規(guī)定為多字 節(jié)（ burst）方式。位 6 規(guī)定時(shí)鐘或 RAM，而位 0 規(guī)定讀或?qū)?。在時(shí)鐘 /日歷寄存器中的地址 9～ 31或 RAM寄存器中的地址 31不能寄存數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方式中，讀或?qū)憦牡刂?0的位 0開始。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?8 個(gè)寄存器。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫 RAM時(shí)，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有 31字節(jié)。不管是否寫了全部 31 字節(jié)，所寫的每一字節(jié)都將傳送至 RAM。 基于 51 單片機(jī)的電子 萬年 歷設(shè)計(jì) 共 15 頁，第 4 頁 表 DS1302 引腳功能 引腳號 引腳名稱 功 能 1 Vcc2 主電源 2,3 X1， X2 振蕩源，外界 晶振 4 GND 地線 5 RST 復(fù)位 /片選線 6 I/O 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端 (雙向 ) 7 SCLK 串行數(shù)據(jù)輸入端 8 Vcc1 后備電池 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM CK A4 A3 A2 A1 A0 RAM K 圖 DS1302 的控制字 DS1302共有 12個(gè)寄存器，其中有 7個(gè)寄存器與日歷 、 時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD碼形式。其日歷、時(shí)間寄存器及其 控制字見表 ，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。 時(shí)鐘暫停：秒寄存器的位 7定義位時(shí)鐘暫停位。當(dāng)它為 1時(shí)， DS1302停止震蕩，進(jìn)入低功耗的備份方式。通常在對 DS1302 進(jìn)行寫操作時(shí)（如進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整程序），停止震蕩。當(dāng)它為 0時(shí)，時(shí)鐘將開始啟動(dòng)。 AM－ PM/12－ 24[小 ]時(shí)方式： [小 ]時(shí)寄存器的位 7定義為 12或 24[小 ]時(shí)方式選擇位。它為高電平時(shí)，選擇 12[小 ]時(shí)方式。在此方式下，位 5是 AM/PM位，此位是高電 平時(shí)表示 PM低電平表示 AM。1 2 3 4 5 6 7 8 Vcc1 SCLK I/O RST Vcc2 X1 X2 GND 電源 控制 Vcc1 Vcc2 GND 輸入移位寄存器 I/O SCLK 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 命令與 控制邏輯 振蕩器與分頻器 31 8RAM RST X2 X1 DATA BUS 圖 DS1302 引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 共 15 頁，第 5 頁 在 24[小 ]時(shí)方式下，位 5為第二個(gè) 10[小 ]時(shí)位（ 20～ 23h）。 表 內(nèi)部寄存器地址和內(nèi)容 積存器名 命令字節(jié) 取值范圍 積存器內(nèi)容 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒積存器 80H 81H 00~59 CH 10S SEC 分積存器 82H 83H 00~59 0 10 min MIN [小 ]時(shí)積存器 84H 85H 00~23 或 01~12 12/24 0 10A/P HR HR 日積存器 85H 87H 01~28， 29， 30， 31 0 0 10DATE DATE 月積存器 88H 89H 01~12 0 0 0 10M MONTH 周積存器 8AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 DAY 年積存器 8CH D3H 00~99 10YEAR YEAR DS1302的晶震選用 ，電容推薦值為 33pF，因?yàn)檎鹗庮l率較低，也可以不接電容，對計(jì)時(shí)精度影響不大。 測溫電路的設(shè)計(jì) 測溫 電路主要使用溫度傳感器 DS18B20，由于精度要求不高所以采用 2 位共陽 LED 數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)溫度顯示。其設(shè)計(jì)原理圖如附件 一 所示 。 溫度傳感器工作原理 DS18B20溫度傳感器是美國 DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要示通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 DS18B20的性能特點(diǎn)如下： 獨(dú)特的單線接口 僅 需要 一個(gè) 端口引腳進(jìn)行通信； 多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在唯 一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 無須外部器件； 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～ ； 零待機(jī)功耗 ； 溫度以 9或 12數(shù)字量讀出； 用戶可定義的非易失 性 溫度報(bào) 警設(shè)置 ； 報(bào)警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度 （溫度報(bào)警條件） 的器件； 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 DS18B20采用 3腳 PR— 35封裝 或 ８ 腳 SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 64位 ROM的位結(jié)構(gòu)如圖 。開始 8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個(gè)器件的唯一 的序號，共有 48位，最后 8 位是前面 56位的 CRC檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20可以采用一線 進(jìn)行通信的原因。非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL，可通過軟件寫入戶報(bào)警上下限。 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)調(diào)整暫存 RAM和一個(gè)易失性的可電擦除的 EERAM。高速暫存 RAM的結(jié)構(gòu)為 8字節(jié) 存儲(chǔ)器 ，結(jié)構(gòu)如圖 。頭 2個(gè)字節(jié)包含測得的溫度信息，第