【導讀】能夠實現(xiàn)電子日歷的各項基本功能。準確地顯示日歷數(shù)據(jù)；有查詢、定時、鬧鐘等功能；本方法，以及相關的設計工具軟件、實驗開發(fā)系統(tǒng)的使用；料，通過資料的學習，能夠對畢業(yè)設計有一定幫助。相關資料的收集、整理，了解課題；根據(jù)任務書，撰寫開題報告；案比較研究，形成大致的輪廓；畢業(yè)論文的修改，檢查；6月15日準備論文答辯，并裝訂論文.目前，單片機以其可靠性高和智能性等特點被廣泛應用到工業(yè)控制系統(tǒng)、片機技術的開發(fā)和應用水平已經(jīng)逐步成為一個國家自動化發(fā)展水平的標志之一。世界各大半導體廠商紛至沓來爭先擠入這一市場，激烈的市場競爭也促進了。單片機迅速更新?lián)Q代，帶來了它們更為廣泛的應用。逐步進入數(shù)值處理、數(shù)字信號處理以及圖像處理等高技術領域。“歷日”可能是最早的臺歷。記載皇帝的言行，這就是“歷日”。“歷日”月終先交皇帝審閱，然后由史官存檔，

　　

【正文】 送功能命令，包括溫度變換命令 (44H)、寫暫存器 命令 （ 4EH）、讀暫存器 命令 （ BEH）、復制暫存存儲器命令（ 48H）、重新調出 EEPROM 命令（ B8H）、讀電源供電方式命 令（ B4H）等。命令湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 9 傳送時 是 通過寫時序 來 實現(xiàn)的，而主機讀取 DS18B20 傳送數(shù)據(jù)時 是 通過讀時序 來 實現(xiàn)的。 具體操作命令如表 所示。 表 DS18B20操作命令 ROM命令 RAM命令 33H 讀 ROM 4EH 寫 RAM 55H 匹配 ROM BEH 讀 RAM CCH 忽略 ROM 48H 拷貝 RAM F0H 查找 ROM 44H 溫度轉換 ECH 報警查找 B8H 拷貝觸發(fā)器 B4H 讀供電方式 電路連線圖 電路連線圖如圖 ， DS18B20與單片機的連接僅需要 1條線 ： 信號線 DQ。 圖 電路連線圖 實時時鐘芯片 DS1302是美國 DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI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)的時鐘信號和 RAM數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，月小或月大可以自動調整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達 ～ 。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。 DS1302的外部引腳分配如圖 ，各引腳的功能如下： Vcc1：主電源； Vcc2：備份電源。當 Vcc2Vcc1+，由 Vcc2向 DS1302供電，當 Vcc2Vcc1時，由 Vcc1向 DS1302供電； SCLK：串行時鐘線，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出； I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線； CE：輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高電平。該引腳有兩個功能：第一， CE開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次， CE提供結束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?DS1302能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄，因此廣泛應用于測量系統(tǒng)中。 圖 DS1302的外部引腳分配 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 DS1302 內部結構 DS1302內部結構如圖 ，包含 12個寄存器、 1個電源控制、 1個通訊與邏輯控制主體、 31字節(jié)靜態(tài) RAM及實時時鐘脈沖產(chǎn)生計數(shù)模塊。 圖 DS1302的內部結構 （ 1） DS1302 有關日歷、時間的寄存器 DS1302有關日歷、時間的寄存器 共有 12個，如表 ，其中有 7個寄存器（讀時 81h～ 8Dh，寫時 80h～ 8Ch），存放的數(shù)據(jù)格式為 BCD碼形式。 表 DS1302有關日歷、時間的寄存器 讀寄存器 寫寄存器 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 范圍 81H 80H CH 秒十位 秒個位 059 83H 82H 0 分十位 分個位 059 85H 84H 12/24 0 AM/PM 時十位 時個位 112 時十位 023 87H 86H 0 0 日十位 日個位 131 89H 88H 0 0 0 月十位 月個位 112 8BH 8AH 0 0 0 0 0 周個位 17 8DH 8CH 年十位 年個位 099 8FH 8EH WP 0 0 0 0 0 0 0 —— 小時寄存器（ 85h、 84h）的位 7用于定義 DS1302是運行于 12小時模式還是 24小時模式。當為 1時表示選擇 12小時模式，當為 0時表示選擇 24小時模式。在 12小時模式時，位 4是時十位 ， 位 5是用于表示當前是 AM還是 PM，當為 0時表示 AM，當為 1時表示 PM。在 24小時模式時， 位 4和 位 5是時十位。 秒寄存器（ 81h、 80h）的位 7定義為時鐘暫停標志（ CH）。當該位置為 1時，時鐘振蕩器停止， DS1302處于低功耗狀態(tài)；當該位置為 0時，時鐘開始運行?？刂萍拇嫫鳎?8Fh、 8Eh）的 位 7是寫保護位（ WP），其它 7位均置為 0。在任何的對時鐘和 RAM的寫操作之前， WP位必須為 0。當 WP位為 1時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 11 （ 2） DS1302 有關 RAM 的地址 DS1302中附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM的地址如表 。 表 DS1302中附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM 的地址 讀地址 寫地址 數(shù)據(jù)范圍 C1H C0H 00FFH C3H C2H 00FFH CH5 C4H 00FFH . . . . . . . . . FDH FCH 00FFH （ 3） DS1302 的工作模式寄存器 突發(fā)模式寄存器如表 ，所謂突發(fā)模式是指一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。 表 DS1302的工作模式寄存器 工作模式寄存器 讀寄存器 寫寄存器 時鐘突發(fā)模式寄存器 CLOCK BURST BFH BEH RAM突發(fā)模式寄存器 RAM BURST FFH FEH 讀寫時序說明 DS1302的控制字如表 ， DS1302是 SPI總線驅動方式。它不僅需要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應寄存器的數(shù)據(jù)。要想與 DS1302進行通信， 首先要了解DS1302的控制字。 表 控制字（即地址及命令字節(jié)） 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD CW 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)寫入到 DS1302中。如果 位 6為 0，表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1則表示存取 RAM數(shù)據(jù)；位 5至位 1（ A4～A0） 為 指示操作單元的地址；如果 位 0（最低有效位） 為 0，表示要進行寫操作，為 1則表示進行讀操作。 控制字總是從最低位開始輸出。在控制字指令輸入后的下一個 SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（ 0位）到最高位。同樣，在緊跟 8位的控制字指令后的下一個 SCLK脈沖的下降沿時，讀出 DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。 電路連線圖 電路連線圖如圖 ， DS1302與單片機的連接也僅需要 3條線： CE引腳、 SCLK 串行時鐘引腳、 I/O串行數(shù)據(jù)引腳， Vcc2為備用電源，外接 ，為芯片提供計時脈沖。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 圖 電路連 線圖 I2C 儲存芯片 芯片介紹 24C02是一種 串行 E2PROM， 是基于 I2CBUS 的存儲器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不 丟失 等特點，在儀器儀表及工業(yè)自動化控制領域 中得到大量的應用。 外觀引腳圖如圖 。 圖 24C02引腳圖 I2C 總線協(xié)議 只有在總線空閑時才允許啟動數(shù)據(jù)傳送，在數(shù)據(jù)傳送過程中，當時鐘線為高電平時，數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許有跳變，此時數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號。 24C02的 器件地址位如表 。 （ 1） 起始信號：時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為總線的起始信號。 （ 2） 停止信號：時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為總線的停止信號。 表 從器件地址位 24C02 1 0 1 0 A2 A1 A0 WR/ 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 74LS138 譯碼芯片 74LS138引腳如圖 ，其引腳功能如下： A、 B、 C：譯碼地址輸入端； E1：選通端； E E3：選通端（低電平有效）； Y0～ Y7：譯 碼輸出端（低電平有效）。 圖 74LS138引腳圖 當一個選通端（ E1）為高電平，另兩個選通端（ E2)和 (E3）為低電平時，可將地址端（ A、 B、 C）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出。其真值表如表 所示。 表 74LS138真值表 輸入 輸出 使能端 譯碼地址輸入端 E1 E2+E3 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 X H X X X H H H H H H H H L X X X X H H H H H H H H H L L L L L H H H H H H H H L L L H H L H H H H H H H L L H L H H L H H H H H H L L H H H H H L H H H H H L H L L H H H H L H H H H L H L H H H H H H L H H H L H H L H H H H H H L H H L H H H H H H H H H H L 本章小節(jié) 本章主要介紹了單片機，顯示器，鍵盤，溫度、時間及 I2C儲存芯片，譯碼芯片等硬 件的功能。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 第 3 章 硬件設計 本文設計的電子日歷能準確地顯示日歷數(shù)據(jù)，能夠調整時間，還能顯示溫度信息，設定音樂鬧鐘等 。 AT89S51 單片機 單片機端口分配 P0 口（ ～ ） ： 8 位雙向三態(tài) I/O 口，可作為外部擴展時的低 8 位地址總線 /數(shù)據(jù)總線的分時復用 端 口。 也 可 以 作為通用 I/O 口，每個引腳可驅動 8 個 TTL 負載。對 EPROM 型芯片（如 8751）進行編程和校驗時， P0 口用于輸入 /輸出數(shù)據(jù)。 P1 口（ ～ ） ： 8 位準雙向 I/O 口，內部具有上拉電阻，可作為通用 I/O 口。每個引腳可驅動 4 個 TTL 負載。 P2 口（ ～ ） ： 8 位準雙向 I/O 口，內部具有上拉電阻，可作為外部擴展時的高 8 位地址總線。 也可以 作為通用 I/O 口，每個引腳可驅動 4 個 TTL負載。對 EPROM型芯片（如 8751）進行編程和校驗時，用來接收高 8 位地址。 P3 口（ ～ ） ： 8 位準雙向 I/O 口，內部具有上拉電阻。它是雙功能復用口，作為通用 I/O 口時，功能與 P1 口相同，每個引腳可驅動 4 個 TTL 負載 。 常用第二功能 ， 作為第二功能使用時，各 端口引腳 的作用如表 所示 。 表 P3 口引腳功能 端 口引腳 功 能 RXD（串行口輸入端） TXD（串行口輸出端） 外部中斷 0請求輸入端，低電平有效 外部中斷 1請求輸入端，低電平有效 T0(定時器 /計數(shù)器 0計數(shù)脈沖輸入端 ) T1(定時器 /計數(shù)器 1計數(shù)脈沖輸入端 ) 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效 在本文設計的系統(tǒng)中， AT89S51單片機的端口做了如下分配：① — 選碼輸出口；② — ；③ ；④ — 作為實時時鐘控制口；⑤ — ；⑥ — I2C總線接口；⑦ ；⑧其他接口留待升級使用。 AT89S51 單片機 最小系統(tǒng)外圍電路 （ 1） 單片機時鐘電路 時鐘電路 MCS51 片內設有一個由反向放大器所構成的振蕩電路， XTAL1 和XTAL2 分別為振蕩電路的輸入端和輸出端。時鐘可以由內部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 15 生。采用內部方式 產(chǎn)生 時，在 C1 和 C2 引腳上接石英晶體和微調電 容可以構成振 蕩 器， 振蕩頻率的選擇范圍為 ～ 12MHz。 在使用外部時鐘時， XTAL1 用來輸入 外 部時鐘信號， 此時 XTAL2 懸空 。片內振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在～ 12MHz 之間選取。 C C2 是反饋電容，其值在 5pF～ 30pF 之間選取，典型值為 30pF。本電路選用的電容為 30pF，晶振頻率為 12MHz。這樣就確定了單片機的3 個周期分別是： 1) 振蕩周期＝ 1/12； 2) 機器周期（ SM）＝ 2 oscf =2/12MHz； 3) 指令周期＝ (1～ 4)機器周期； 內部振蕩方式： MCS51 單片機片內有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。把放大器與作為反饋元件的晶體振蕩器或陶瓷諧振器連接，就構成了內部自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖，如圖 所示。 外部振蕩方式：外部振蕩方式就是把外部已有的時鐘信號引入單片機內， 此時應將 X2 腳懸空， 如圖 所示。 圖 內部震蕩 圖 外部震蕩 在本次設計中采用的是內部震蕩方式，具體電路如圖 所示。 圖 單 片機時鐘電路 （ 2） 單片機復位電路 單片機復位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從C 30PF C 30PF 12MHZ AT 89S51 X1 X2 VCC 外部時鐘信號 AT89S51 X1 X2 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文