【導(dǎo)讀】傳統(tǒng)的電子日歷大都體積大，功耗大，顯示不準(zhǔn)確等特點(diǎn)。進(jìn)行準(zhǔn)確記時(shí)，同時(shí)可設(shè)置定時(shí)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。本設(shè)計(jì)將采用DS18B20一線制數(shù)字溫度傳感器，可將溫度信號直接轉(zhuǎn)。測試表明系統(tǒng)達(dá)到。了設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)功能，各部分工作正常。

　　

【正文】 有錯(cuò)位。一般來說經(jīng)過 23 次轉(zhuǎn)印，電路板就能很牢固的轉(zhuǎn)印在覆銅板上。熱轉(zhuǎn)印機(jī)事先就已經(jīng)預(yù)熱，溫度設(shè)定在 901400 攝氏度，由于溫度很高，操作時(shí)注意安全。 （ 5）腐蝕線路板 ,回流焊機(jī)。先檢查一下電路板是否轉(zhuǎn)印完整，若有少數(shù)沒有轉(zhuǎn)印好的地方可以用黑色油性筆修補(bǔ)。然后就可以腐蝕了，等線路板上暴露的銅膜完全被腐蝕掉時(shí)，將線路板從腐蝕液中取出清洗干凈，這樣一塊線路板就腐蝕好了。腐蝕液的成分為濃鹽酸、濃雙氧水、水，比例為 1： 2： 3，在配制腐蝕液時(shí)，先放水，再加濃鹽酸、 濃雙氧水，若操作時(shí)濃鹽酸、濃雙氧水或腐蝕液不小心濺到皮膚或衣物上要及時(shí)用清水清洗，由于要使用強(qiáng)腐蝕性溶液，操作時(shí)一定注意安全。 （ 6）線路板鉆孔。線路板上是要插入電子元件的，所以就要對線路板鉆孔了。依據(jù)電子元件管腳的粗細(xì)選擇不同的鉆針，在使用鉆機(jī)鉆孔時(shí)，線路板一定要按穩(wěn)，鉆機(jī)速度不能開的過慢。 （ 7）線路板預(yù)處理。鉆孔完后，用細(xì)砂紙把覆在線路板上的墨粉打磨掉，用清水把線路板清洗干凈。水干后，用松香水涂在有線路的一面，為加快松香凝固，我們用熱風(fēng)機(jī)加熱線路板，只需 23 分鐘松香就能凝固。 按照上面的流程，我們就 做出來一塊 PCB 電路板了。 元器件的焊接 元器件裝焊順序依據(jù)的原則是：先低后高，先小后大。一般情況下，應(yīng)按電阻、電容、二極管、三極管、集成電路、大功率管順序焊接。 （ 1）對元器件焊接的要求 ○ 1 電阻的焊接：按圖將電阻準(zhǔn)確裝入規(guī)定位置，型號標(biāo)記要易見且方向也盡量一 25 致。要求焊接一種規(guī)格后再焊接另一種規(guī)格。 ○ 2 電容的焊接：按圖將電容準(zhǔn)確裝入規(guī)定位置，并注意有極性電容的極性方向不能錯(cuò)。電容上的型號標(biāo)記要易見見且方向也盡量一致。電解電容要緊靠 PCB 板，不可懸浮。 ○ 3 二極管的焊接：正確辨認(rèn)正負(fù)極性后按要求裝入規(guī)定位置，型號標(biāo)記要易見，焊接時(shí)間盡量可能短。 ○ 4 三極管的焊接：正確辨認(rèn)各引腳后按要求裝入規(guī)定位置，型號標(biāo)記要易見，焊接時(shí)間盡可能短。 ○ 5 場效應(yīng)管的焊接：正確辨認(rèn)各引腳后按要求裝入規(guī)定位置，焊接時(shí)間盡可能短。需要加散熱片的，將接觸面打磨光滑并加硅脂后再緊固。 ○ 6 集成電路（芯片）的焊接： 集成電路（芯片 ）焊接時(shí)，要注意按圖紙要求檢查型號、焊接位置是否符合要求，焊接時(shí)先焊芯片邊沿的兩只引腳，以便使其定位，然后再從左到右或從上到下進(jìn)行逐點(diǎn)焊接。焊接時(shí)間盡可能短，禁止拉焊。 （ 2） 焊接質(zhì)量檢查 ○ 1 元器件不得有錯(cuò)裝、漏裝、錯(cuò)聯(lián)和歪斜松動等。 ○ 2 焊點(diǎn)應(yīng)吃錫飽滿，無毛刺、無針孔、無氣泡、裂紋、掛錫、拉點(diǎn)、漏焊、碰焊、虛焊等缺陷。 ○ 3 焊接后電路板上的金屬件表面應(yīng)無銹蝕和其它雜質(zhì)。 ○ 4 焊接完成的電路板不得有斑點(diǎn)、裂紋、氣泡、發(fā)白等現(xiàn)象，銅箔及敷形涂覆層不得脫落、不起翹、不分層。 ○ 5 元器件的引腳或引線表面應(yīng)滲錫均勻。 26 在完成電路的焊接后，測試之前，一定要先對電路檢測，看是否有短路情況出現(xiàn)，以免芯片損壞。電源輸入電壓也是關(guān)鍵因素，在供電之前務(wù)必用萬用表先測量。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，我們使用了 Keil μVision3，它是 20xx 年 1 月 30 日 ARM 推出全新的針對各種嵌入式處理器的軟件開發(fā)工具，集成 Keil μVision3 的 RealView MDK 開發(fā)環(huán)境。 RealView MDK 開發(fā)工具 KeilμVision3 源自 Keil 公司。 RealView MDK 集成了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)，包括 Keil μVision3 集成開發(fā)環(huán)境與 RealView 編譯器。支持 ARM ARM9 和最新的 CortexM3 核處理器，自動配置啟動代碼，集成 Flash燒寫模塊，強(qiáng)大的 Simulation 設(shè)備模擬，性能分析等功能，與 ARM 之前的工具包ADS 等相比， RealView 編譯器的最新版本可將性能改善超過 20%。 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編 代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢，所以我們選擇該軟件來開發(fā)我們的萬年歷程序。 萬年歷軟件系統(tǒng)的流程圖 圖 41 系統(tǒng)軟件流程圖 27 當(dāng)接通電源開始工作后，單片機(jī)中的程序開始運(yùn)行，將對 DS18B20進(jìn)行初始化，以便和單片機(jī)芯片達(dá)成通信協(xié)議。完成初始化后，由于本系統(tǒng)只有一個(gè)測溫元件，單片機(jī)會向其發(fā)出跳過 RAM指令，接下來便可向其發(fā)送操作指令，啟動測溫程序，測溫過程完成后，發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令，從而便可將溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字模式進(jìn)行顯示讀?。煌瑫r(shí) DS1302將讀取時(shí)分秒星期以及年月日 寄存器然后通過液晶顯示實(shí)時(shí)時(shí)間、星期及日期；鍵盤電路中按鍵可對實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整。 溫度信息的采集 通過 DS18B20單線總線的所有執(zhí)行處理都從一個(gè)初始化序列開始。初始化序列包括一個(gè)由總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和隨后由從機(jī)發(fā)出的存在脈沖： （ 1）復(fù)位：首先我們必須對 DS18B20芯片進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器（單片機(jī)）給 DS18B20單總線至少 480us的低電平信號。當(dāng) 18B20接到此復(fù)位信號后則會在15～ 60us后回發(fā)一個(gè)芯片的存在脈沖。 （ 2）存在脈沖：在復(fù)位電平結(jié)束之后，控制器應(yīng)該將數(shù) 據(jù)單總線拉高，以便于在15～ 60us后接收存在脈沖，存在脈沖為一個(gè) 60～ 240us的低電平信號。至此，通信雙方已經(jīng)達(dá)成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與 18B20間的數(shù)據(jù)通信。 （ 3）控制器發(fā)送 ROM指令：雙方打完了招呼之后最要將進(jìn)行交流了， ROM指令共有 5條，每一個(gè)工作周期只能發(fā)一條， ROM指令分別是讀 ROM數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍 ROM、芯片搜索、報(bào)警芯片搜索。各自功能如下： Read ROM（讀 ROM） [33H] （方括號中的為 16進(jìn)制的命令字） : 這個(gè)命令允許總線控制器讀到 DS18B20的 64位 ROM。只有當(dāng)總線上只存在一個(gè) DS18B20的時(shí)候才可以使用此指令。 Match ROM（指定匹配芯片） [55H]: 這個(gè)指令后面緊跟著由控制器發(fā)出了 64位序列號，當(dāng)總線上有多只 DS18B20時(shí)，只有與控制發(fā)出的序列號相同的芯片才能做出反應(yīng)，其它芯片將等待下一次復(fù)位。這條指令適合單芯片和多芯片掛接。 Skip ROM（跳躍 ROM指令） [CCH]: 這條指令使芯片不對 ROM編碼做出反應(yīng)，在單總線的情況之下，為了節(jié)省時(shí)間則可以選用此指令。如果在多芯片掛接時(shí)使用此指令將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，導(dǎo)致錯(cuò)誤出現(xiàn)。 Search ROM（搜索芯片） [F0H]: 在芯片初始化后，搜索指令允許總線上掛接多 28 芯片時(shí)用排除法識別所有器件的 64位 ROM。 Alarm Search（報(bào)警芯片搜索） [ECH]: 在多芯片掛接的情況下，報(bào)警芯片搜索指令只對附合溫度高于 TH或小于 TL報(bào)警條件的芯片做出反應(yīng)。只要芯片不掉電，報(bào)警狀態(tài)將被保持，直到再一次測得溫度值達(dá)不到報(bào)警條件為止。 ROM指令為 8位長度，功能是對片內(nèi)的 64位光刻 ROM進(jìn)行操作。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個(gè)器件并作處理。誠然，單總線上 可以同時(shí)掛接多個(gè)器件，并通過每個(gè)器件上所獨(dú)有的 ID號來區(qū)別，一般只掛接單個(gè) 18B20芯片時(shí)可以跳過 ROM指令（注意：此處指的跳過 ROM指令并非不發(fā)送 ROM指令，而是用特有的一條 ―跳過指令 ‖）。 （ 4）控制器發(fā)送存儲器操作指令：在 ROM指令發(fā)送給 18B20之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。操作指令同樣為 8位，共 6條，存儲器操作指令分別是寫 RAM數(shù)據(jù)、讀 RAM數(shù)據(jù)、將 RAM數(shù)據(jù)復(fù)制到 EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將 EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到 RAM、工作方式切換。 Write Scratchpad （向 RAM中寫數(shù)據(jù)） [4EH]：這是向 RAM中寫入數(shù)據(jù)的指令，隨后寫入的兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)將會被存到地址 2（報(bào)警 RAM之 TH）和地址 3（報(bào)警 RAM之 TL）。寫入過程中可以用復(fù)位信號中止寫入。 Read Scratchpad （從 RAM中讀數(shù)據(jù)） [BEH]：此指令將從 RAM中讀數(shù)據(jù)，讀地址從地址 0開始，一直可以讀到地址 9，完成整個(gè) RAM數(shù)據(jù)的讀出。芯片允許在讀過程中用復(fù)位信號中止讀取，即可以不讀后面不需要的字節(jié)以減少讀取時(shí)間。 Copy Scratchpad （將 RAM數(shù)據(jù)復(fù)制到 EEPROM中） [48H]：此指令將 RAM中的數(shù)據(jù)存入 EEPROM中，以使數(shù)據(jù)掉電不丟失。此后由于芯片忙于 EEPROM儲存處理，當(dāng)控制器發(fā)一個(gè)讀時(shí)間隙時(shí)，總線上輸出 ―0‖，當(dāng)儲存工作完成時(shí)，總線將輸出 ―1‖。在寄生工作方式時(shí)必須在發(fā)出此指令后立刻超用強(qiáng)上拉并至少保持 10MS，來維持芯片工作。 Convert T（溫度轉(zhuǎn)換） [44H]：收到此指令后芯片將進(jìn)行一次溫度轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的溫度值放入 RAM的第 2地址。此后由于芯片忙于溫度轉(zhuǎn)換處理，當(dāng)控制器發(fā)一個(gè)讀時(shí)間隙時(shí)，總線上輸出 ―0‖，當(dāng)儲存工作完成時(shí)，總線將輸出 ―1‖。在寄生工作方式時(shí)必須在發(fā)出此指令后立刻超用強(qiáng)上拉并至少保持 500MS，來維持芯片工作。 Recall EEPROM（將 EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到 RAM） [B8H]：此指令將 EEPROM 29 中的報(bào)警值復(fù)制到 RAM中的第 4個(gè)字節(jié)里。由于芯片忙于復(fù)制處理，當(dāng)控制器發(fā)一個(gè)讀時(shí)間隙時(shí)，總線上輸出 ―0‖，當(dāng)儲存工作完成時(shí)，總線將輸出 ―1‖。另外，此指令將在芯片上電復(fù)位時(shí)將被自動執(zhí)行。這樣 RAM中的兩個(gè)報(bào)警字節(jié)位將始終為EEPROM中數(shù)據(jù)的鏡像。 Read Power Supply（工作方式 切換） [B4H]：此指令發(fā)出后發(fā)出讀時(shí)間隙，芯片會返回它的電源狀態(tài)字， ―0‖為寄生電源狀態(tài)， ―1‖為外部電源狀態(tài)。 存儲器操作指令的功能是命令 18B20作什么樣的工作，是芯片控制的關(guān)鍵。 （ 5）執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個(gè)存儲器操作指令結(jié)束后則將進(jìn)行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個(gè)操作要視存儲器操作指令而定。 DS18B20需要嚴(yán)格的協(xié)議以確保數(shù)據(jù)的完整性。協(xié)議包括幾種單線信號類型：復(fù)位脈沖、存在脈沖、寫 0、寫 1 、讀 0和讀 1。所有這些信號，除存在脈沖外，都是由總線控制器發(fā)出的。和 DS18B20間的任何通訊都需要以初始化序列開始。一個(gè)復(fù)位脈沖跟著一個(gè)存在脈沖表明 DS18B20已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù)（適當(dāng)?shù)?ROM命令和存儲器操作命令）。 DS18B20的復(fù)位時(shí)序 : 圖 42 DS18B20復(fù)位時(shí)序圖 DS18B20 的讀時(shí)序 : 對于 DS18B20的讀時(shí)序分為讀 0時(shí)序和讀 1時(shí)序兩個(gè)過程。對于 DS18B20的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在 15us之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 DS18B20在完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需 要 60us才能完成。 30 圖 43 DS18B20讀時(shí)序圖 DS18B20 的寫時(shí)序 : 對于 DS18B20 的寫時(shí)序仍然分為寫 0 時(shí)序和寫 1 時(shí)序兩個(gè)過程。對于 DS18B20寫 0 時(shí)序和寫 1 時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫 0 時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的 ―0‖電平，當(dāng)要寫 1 時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us 之后就得釋放單總線。 圖 44 DS18B20 寫時(shí)序圖 時(shí)鐘的讀取 DS1302 控制字節(jié)的說明 控制字節(jié)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至位 1 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出。 31 圖 45 DS1302控制字節(jié) DS1302 時(shí)間 日期寄存器及相應(yīng)位定義 表 41 為 DS1302 時(shí)間寄存器信息： 表 41 DS1302 時(shí)間日期寄存器 DS1302 數(shù)據(jù)的輸入和輸出 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位至高位 7。 圖 46 DS1302的時(shí)序 32 DS1302 讀寫部分 (程序 )部分 DS1302 讀寫模塊與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，先有 STC89C52 向電路發(fā)出命令字節(jié)，命令字 節(jié)的最高位 MSB(D7)必須為邏輯 1，如果 D7=0，則禁止寫 DS1302，即寫保護(hù)；如果 D6=0,指定時(shí)數(shù)