【正文】 在此謹(jǐn)以一顆感激之心向這些給予我極大幫助的人致以衷心的謝意。盡管如此，由于畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及內(nèi)容較多，范圍較寬，方方面面都要照顧到，還是不可避免地遇到許多問題。前后經(jīng)歷了四個(gè)月時(shí)間，但對(duì)于踏踏實(shí)實(shí)搞知識(shí)創(chuàng)新的人來說，從搜集材料、投入研討到起草排版、打印輸出，這是一個(gè)漫長的過程。沒有添加蜂鳴器，鬧鐘及輸入錯(cuò)誤時(shí)只能顯示報(bào)警，沒有聲音提示。如果在軟件程序中再進(jìn)一步完善，外觀及安全性能再加以研究，本品即可成為一件實(shí)用的產(chǎn)品。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)均采用 C 語言編寫，具有模塊化的思想，可以方便的移植到其它的系統(tǒng)中。℃。如果作為一個(gè)時(shí)鐘的話，本設(shè)計(jì)擁有大部分常用的”時(shí)鐘”功能，最基本的年、月、日、時(shí)、分、秒，當(dāng)然是必不可少的，而且其精確度達(dá)到了誤差誤差小于177。整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)均采用 C 語言開發(fā)，因此這些器件的底層程序均可以移植到其它系統(tǒng)中，這就是采用 C 語言開發(fā)的最大的優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)軟件程序主要包括：液晶 LCD1602 的底層驅(qū)動(dòng)模塊、時(shí)鐘芯片 DS1307 的底層驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器 DS18B20 的底層驅(qū)動(dòng)模塊、定時(shí)器 0 定時(shí)檢查系統(tǒng)變量模塊、定時(shí)器 1 按鍵掃描模塊等。 顯示模塊的設(shè)計(jì)如圖 10 所示，采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，由 21 個(gè)數(shù)碼管，38 譯碼器 741S138 接1K 限流電阻，再接 8550 三極管接到共陽數(shù)碼管的 COM 端作為選通位碼，每位選擇相應(yīng)的列。如下圖 10 所示：圖 10 DS1302 讀/寫時(shí)序圖(4) DS1302 的寄存器DS1302 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 7。當(dāng)”WP”為 1 時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。位 0 是讀 /寫操作位，進(jìn)行讀操作時(shí)，該位為 1；該位為 0 則表示進(jìn)行的是寫操作。如圖 8： 圖 8 外接 4X4 鍵盤電路原理及說明(1) 時(shí)鐘芯片 DS1302 的工作原理：DS1302 在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把 SCLK 端置 “0”，接著把 RST 端置”1” ，最后才給予 SCLK 脈沖；讀/ 寫時(shí)序如下圖 4 所示。這一點(diǎn)在進(jìn)行 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電XXXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)17纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長。 （2）在 DS1820 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS1820 數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè) DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。 根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20 進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，XXXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)14這樣才能對(duì) DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如表 1 所示。（3）DS18B20 溫度傳感器的存儲(chǔ)器 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM 和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EEPRAM，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄（4）配置寄存器 該字節(jié)各位的意義如下：XXXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)13表 2： 配置寄存器結(jié)構(gòu)低五位一直都是”1” ，TM 是測試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。光刻 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的。計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在XXXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)12－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。DS18B20 工作原理：DS18B20 的讀寫時(shí)序和測溫原理與 DS1820 相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由 2s 減為 750ms。（8）測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以”一線總線”串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力?！。?）溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177。特性：（1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。當(dāng) 大于 Vcc1+ 時(shí)，Vcc2 給 DS1302 供電。（6）DS1302 在測量系統(tǒng)中的硬件電路 DS1302 與 CPU 的連接僅需要三條線，即 SCLK（7） 、I/O(6） 、RST。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，數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序見圖 5： 圖 5 數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序（5）DS1302 的寄存器XXXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)9 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。如果在傳送過程中置 為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 圖 3 DS1302 管腳圖及內(nèi)部結(jié)（2）DS1302 的控制字，如圖 4 所示：XXXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)7圖 4 控制字節(jié)的含義XXXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)8DS1302 的控制字節(jié)說明如下：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。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥ 之前，RST 必須保持低電平。RST 是復(fù)位/片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。DS1302 由 Vcc1 或Vcc2 兩者中的較大者供電。DS1302 內(nèi)部有一個(gè)XXXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)6318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是隔時(shí)采樣或定時(shí)采樣，沒有具體的時(shí)間記錄，因此只能記錄數(shù)據(jù)而無法準(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時(shí)間；若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且某些測控系統(tǒng)可能不允許。DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖所示，18 引腳和 19 引腳接時(shí)鐘電路，XTAL1 接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入，XTAL2 接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。DS1302 內(nèi)部有一個(gè)31*8 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以去除 A/D 模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。時(shí)鐘芯片使用美國 DALLAs 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 DSl302。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。所以不采用此方案。② 顯示模塊選擇方案和論證：方案一：采用 LED 液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見，但是價(jià)格昂貴，需要的接口線多，所以在此設(shè)計(jì)中不采用 LED 液晶顯示屏 .方案二：采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合，如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi)，且價(jià)格也相對(duì)較高，所以也不用此種作為顯示.方案三：采用 LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描，LED 數(shù)碼管價(jià)格適中，對(duì)于顯示數(shù)字最合適，而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí)，占用的單片機(jī)口線少。通過實(shí)際程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)。因此開發(fā)一個(gè)電子臺(tái)歷就必須要了解單片機(jī)和 LCD 夜晶顯示器的