【導(dǎo)讀】變著我們的世界。基于單片機(jī)技術(shù)的電子產(chǎn)品已經(jīng)遍及社會(huì)的每個(gè)角落。們的生活帶來(lái)諸多方便。本設(shè)計(jì)由硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分組成。據(jù)通過(guò)1602液晶顯示出來(lái)，同時(shí)通過(guò)相應(yīng)的按鍵調(diào)整相應(yīng)的值。語(yǔ)言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，在硬件的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行各功能軟件模塊的編寫(xiě)。采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡(jiǎn)單易懂。由于該設(shè)計(jì)用液晶為載體來(lái)顯示，所以具有良好的人機(jī)交互界面與友好的操作，可以顯示時(shí)間、日期、星期、溫度并具有鬧鈴功能。電子萬(wàn)年歷的現(xiàn)狀與發(fā)展...

　　

【正文】 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫(xiě)選擇端 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號(hào) 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)極 指令集 1602 通過(guò) D0～ D7 的 8 位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。顯示模式設(shè)置 (初始化 )00111000[0x38]設(shè)置 16 2 顯示， 5 7 點(diǎn)陣， 8 位數(shù)據(jù)接口；顯示開(kāi)關(guān)及光標(biāo)設(shè)置：(初始化 ) 00001DCBD 顯示 (1 有效 )、 C 光標(biāo)顯示 (1 有效 )、 B光標(biāo)閃爍 (1 有效 )。 000001NS N=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加 1 并且光標(biāo)加 1)， N=0(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減 1 并且光標(biāo)減 1)， S=1 且 N=1(當(dāng)寫(xiě)一個(gè)字符后，整屏顯示左移 )， S=0 當(dāng)寫(xiě)一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng)。數(shù)據(jù)指針設(shè)置：數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H)。其他設(shè)置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針 =0) 。 COM 16 SEG 40 SEG 40 CONTROL SIGNALS 4 LCD CONTROLLER LSI 16*2 LCD PANEL BACK LIGHT SEGMENT DRIVER 王習(xí)軍 ：基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì) 12 LCD1602 電路圖如圖 33 所示，其中 D0D7 接 RP1（圖中未標(biāo)出）， RP1 為 8*10k歐姆的排阻作為 P0 口的上拉電阻， LCD1 為 1602 液晶顯示器件，左邊的 SIP16 封裝接口與液晶對(duì)應(yīng)，液晶的 6 腳與單片機(jī)相連作為控制信號(hào)， 7－ 14 腳與單片機(jī) P0口相連作為數(shù)據(jù)信號(hào)傳送。 圖 3 3 LCD1602 電路圖 DS1302時(shí)鐘芯片介紹 DS1302 通過(guò)三根口線實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通信，因 DS1302 功耗很小，即使電源掉電后通過(guò) 3V 的紐扣電池仍能維持 DS1302 精確走時(shí)。 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進(jìn)行通信，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(hào)和 RAM 數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小與 31 天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整 ，且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓寬達(dá) ～ 。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 圖 3 4 DS1302 引腳介紹 各引腳的功能為： Vcc2： 5V 電源。當(dāng) Vcc2Vcc1+ 時(shí)，由 Vcc2 向 DS1302 供電，當(dāng) Vcc2 Vcc1 時(shí)，由 Vcc1 向 DS1302 供電。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 13 3 X X2 是外接晶振腳 （ ） 地（ GND） CE/RST：復(fù)位腳 I/O：數(shù)據(jù)輸入輸出口； SCLK：串行時(shí)鐘，輸入； Vcc1：備用電池端； DS1302 有關(guān)日歷 時(shí)間的寄存器 表 3 3 DS1302 有關(guān)日歷時(shí)間的寄存器 讀寄存器 寫(xiě)寄存器 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 范圍 81h 80h CH 10 秒 10 秒 10 秒 秒 秒 秒 秒 0059 83h 82h 10 分 10 分 10 分 分 分 分 分 0059 85h 84h 12/24 0 10 時(shí) 時(shí) 時(shí) 時(shí) 時(shí) 112 023 AM/PM 87h 86h 0 0 10 日 10 日 日 日 日 日 131 89h 88h 0 0 0 10 月 月 月 月 月 112 8Bh 8Ah 0 0 0 0 0 周日 周日 周日 17 8Dh 8Ch 10 年 10 年 10 年 10 年 年 年 年 年 0099 8Fh 8Eh WP 0 0 0 0 0 0 0 —— 寄存器的說(shuō)明如下： 秒寄存器（ 81h、 80h）的位 7 定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志 CH。當(dāng)初始上電時(shí)該 位置為 1，時(shí)鐘振蕩器停止， DS1302 處于低功耗狀態(tài)；只有將秒寄存器的該位置改寫(xiě)為 0 時(shí)，時(shí)鐘才能開(kāi)始運(yùn)行。 小時(shí)寄存器（ 85h、 84h）的位 7 用于定義 DS1302 是運(yùn)行于 12 小時(shí)模式還是 24 小時(shí)模式。當(dāng)為高時(shí)，選擇 12 小時(shí)模式。在 12 小時(shí)模式時(shí)，位 5 是 ，當(dāng)為 1 時(shí)，表示 PM。在 24 小時(shí)模式時(shí)，位 5 是第二個(gè) 10 小時(shí)位 。 控制寄存器（ 8Fh、 8Eh）的位 7 是寫(xiě)保護(hù)位（ WP），其它 7 位均置為 0。在對(duì)任何的時(shí)鐘和 RAM 的寫(xiě)操作之前， WP 位必須為 0。當(dāng) WP 位為 1 時(shí)，寫(xiě)保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫(xiě)操作。也就是說(shuō)在 電路上電的初始態(tài) WP 是 1，這時(shí)是不能改寫(xiě)上面任何一個(gè)時(shí)間寄存器的，只有首先將 WP 改寫(xiě)為 0，才能進(jìn)行其它寄存器的寫(xiě)操作。 DS1302 控制字介紹 表 3 4 DS1302 控制字介紹 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD /CK /WR 控制字的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把 數(shù)據(jù)寫(xiě)入到 DS1302中。 王習(xí)軍 ：基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì) 14 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 至位 1（ A4～ A0）：指示操作單元的地址； 位 0（最低有效位）：如為 0，表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作。 讀數(shù)據(jù)： 讀數(shù)據(jù)時(shí)在緊跟 8 位的控制字指令后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿，讀出 DS1302的數(shù)據(jù)， 讀出的數(shù)據(jù)是從最低位到最高位。 寫(xiě)數(shù)據(jù)： 控制字總是從最低位開(kāi)始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入也是從最低位（ 0 位）開(kāi)始。 DS1302 單字節(jié)讀寫(xiě)時(shí)序介紹 圖 3 5 DS1302 單字節(jié)讀寫(xiě)時(shí)序介紹 DS1302 的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)是通過(guò) I/O 串行進(jìn)行的。當(dāng)進(jìn)行一次讀寫(xiě)操作時(shí)最少得讀寫(xiě)兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是控制字節(jié)，就是一個(gè)命令，告訴 DS1302 是讀還是寫(xiě)操作，是對(duì)RAM 還是對(duì) CLOK 寄存器操作，以及操作的址。第二個(gè)字節(jié)就是要讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)了。 單字節(jié)寫(xiě)：在進(jìn)行操作之前先得將 CE（也可說(shuō)是 RST）置高電平，然后單片機(jī)將控制字的位 0 放到 I/O 上，當(dāng) I/O 的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，將 SCLK 置高電平， DS1302 檢測(cè)到SCLK 的上升沿后就將 I/O 上的數(shù)據(jù)讀取，然后單片機(jī)將 SCLK 置為低電平，再將控制字的位 1 放到 I/O 上，如此反復(fù)，將一個(gè)字節(jié)控制字的 8 個(gè)位傳給 DS1302。接下來(lái)就是傳一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)給 DS1302，當(dāng)傳完數(shù)據(jù)后，單片機(jī)將 CE置為低電平，操作結(jié)束。 單字節(jié)讀操作的一開(kāi)始寫(xiě)控制字的過(guò)程和上面的單字節(jié)寫(xiě)操作是一樣，但是單字節(jié)讀操作在寫(xiě)控制字的最后一個(gè)位， SCLK 還在高電平時(shí)， DS1302 就將數(shù)據(jù)放到 I/O 上，單片機(jī)將 SCLK 置為低電平后數(shù)據(jù)鎖存， 單機(jī)機(jī)就可以讀取 I/O 上的數(shù)據(jù)。如此反復(fù)，將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)讀入單片機(jī) 。 讀與寫(xiě)操作的不同就在于，寫(xiě)操作是在 SCLK 低電平時(shí)單片機(jī)將數(shù)據(jù)放到 IO 上，當(dāng) SCLK 上升沿時(shí)， DS1302 讀取。而讀操作是在 SCLK 高電平時(shí) DS1302 放數(shù)據(jù)到 IO上，將 SCLK 置為低電平后，單片機(jī)就可從 IO 上讀取數(shù)據(jù)。 DS1302 操作指令介紹 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 15 操作說(shuō)明： 1 首先要通過(guò) 8EH 將寫(xiě)保護(hù)去掉，將日期，時(shí)間的初值寫(xiě)時(shí)各個(gè)寄存器。 2 然后就可以對(duì) 80H、 82H、 84H、 86H、 88H、 8AH、 8CH 進(jìn)行初值的寫(xiě)入。同時(shí)也通過(guò)秒寄存器將位 7 的 CH值改成 0，這樣 DS1302 就開(kāi)始走時(shí)運(yùn)了。 3 將寫(xiě)保護(hù)寄存器再寫(xiě)為 80H，防止誤改寫(xiě)寄存器的值。 4 不斷讀取 80H－ 8CH 的值，將它們格式化后顯示到 1602LCD 液晶上 DS1302 與單片機(jī)接口電路 圖 3 6 DS1302 與單片機(jī)接口電路 DS18B20芯片介紹 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 DS18B20 通過(guò)單總線實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通信，每個(gè) DS18B20 都有一個(gè)唯一的序列號(hào)，可以方便的實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)檢測(cè)。 （ 1）單總線介紹 ? 單總線即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換，控制都由這根線完成。 ? 單總線通常要求外接一個(gè)約為 —10K 的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線閑置時(shí)其狀態(tài)為高電平。 （ 2） DS18B20 特性介紹 ? DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器，即 “一線器件 ”，其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： ? 采用單總線的接口方式與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 單總線具有經(jīng)濟(jì)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適 合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。 ? 測(cè)量溫度范圍寬，測(cè)量精度高 DS18B20 的測(cè)量范圍為 55 ℃ ~+ 125 ℃ ；在 10~+ 85176。 C 范圍內(nèi)，精度為177。 176。 C 。 王習(xí)軍 ：基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì) 16 ? 在使用中不需要任何外圍元件。 圖 3 7 DS18B20 的引腳 ? 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的單線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。 ? 供電方式靈活 DS18B20 可以通過(guò)內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源。因此 ，當(dāng)數(shù)據(jù)線上的時(shí)序滿足一定的要求時(shí)，可以不接外部電源，從而 使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。 ? 測(cè)量參數(shù)可配置 DS18B20 的測(cè)量分辨率可通過(guò)程序設(shè)定 9~12 位。 ? 負(fù)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。 ? 掉電保護(hù)功能 DS18B20 內(nèi)部含有 EEPROM，在系統(tǒng)掉電以后，它仍可保存分辨率及報(bào)警溫度的設(shè)定值。 ? DS18B20 具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)，因此也就被設(shè)計(jì)者們所青睞。 （ 3） DS18B20 管腳介紹 DS18B20 的封裝及引腳排列見(jiàn)圖 37，其引腳功能描述見(jiàn) 表 35 （ 4） DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 表 3 5 DS18B20 的引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 接地 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。漏極開(kāi)路。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 17 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 光刻 ROM 中的 64 位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼。 64 位光刻 ROM 的排列是：開(kāi)始 8 位（地址： 28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號(hào)，并且每個(gè) DS18B20 的序列號(hào)都不相同，因此它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼；最后 8 位則是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。由于每一個(gè) DS18B20 的 ROM 數(shù)據(jù)都各不相同，因此微控制器就可以通過(guò)單總線對(duì)多個(gè) DS18B20 進(jìn)行尋址，從而實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的。