【正文】 單總線上的所有通信都是以初始化時(shí)序開始，包括主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖及從機(jī)的應(yīng)答脈沖，初始化時(shí)序如圖 49 所示： 圖 49 初始化時(shí)序 當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)從邏輯高電平拉到邏輯低電平時(shí)，寫時(shí)序開始，寫 “1”和 “0”， 寫時(shí)序 如圖 410 所示： S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 27 圖 410 寫時(shí)序 圖 411 讀時(shí)序 b 測(cè)溫程序流程圖 測(cè)溫程序流程圖如圖 412 所示： S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 28 圖 412 DS18b20 溫度傳感器程序流程圖 根據(jù)初始化時(shí)序?qū)?DS18B20 進(jìn)行初始化，根據(jù)讀寫時(shí)序?qū)?DS18B20 進(jìn)行讀寫編程，另外，在循環(huán)讀取溫度數(shù)據(jù)后，要將讀取的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以在液晶上顯示的液晶字符。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫 0、寫 讀 0 和讀 1。主機(jī)和從機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，所有的數(shù)據(jù)都是從低位開始讀寫的?？砂l(fā)送的 RAM 命令有：寫暫存 RAM，讀暫存 RAM，復(fù)制 暫存 RAM，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，回讀 E2PROM，讀電源模式。 (3)RAM 操作命令。所有的ROM 命令都是 8 位，而且這些命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一 64 位 ROM 代碼相關(guān)，允許主機(jī)在單總線上連接多個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí)，指定操作某個(gè)從機(jī)設(shè)備。 (2)ROM 操作命令?；趩慰偩€上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)的應(yīng)答脈沖組成。其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表 41： 表 41 DS1302 的寄存器 寄存器名 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 啟動(dòng) 十位 個(gè)位 分寄存器 82H 83H 0059 0 十位 個(gè)位 時(shí)寄存器 84H 85H 0012或 0023 12/24 0 10/AP 十位 個(gè)位 日寄存器 86H 87H 0128， 29， 30， 31 0 0 十位 個(gè)位 月寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 十位 個(gè)位 周寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 個(gè)位 年寄存器 8CH 8DH 0099 十位 個(gè)位 c DS1302 時(shí)鐘程序流程圖 DS1302 時(shí)鐘程序流程圖如圖 47 所示： S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 25 圖 47 DS1302 時(shí)鐘程序流程圖 在程序中定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體，用來(lái)存儲(chǔ)秒、分、時(shí)、星期、日、月、年信息，對(duì) DS1302 的寄存器地址進(jìn)行了聲明，方便在編程時(shí)使用，依據(jù) DS1302 讀寫單字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)序圖編寫實(shí)時(shí)時(shí)鐘讀寫一個(gè)字節(jié)的函數(shù)，依據(jù) DS1302 讀寫數(shù)據(jù)時(shí)序圖編寫向 DS1302 某地址寫入數(shù)據(jù)和從 DS1302 某地址讀出數(shù)據(jù)的函數(shù)，從DS1302 某地址讀出數(shù)據(jù)可以獲取時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘數(shù)據(jù)到自定義的結(jié)構(gòu)型數(shù)組中，這樣單片機(jī)就可以實(shí)時(shí)的從 DS1302 獲取時(shí)間了，向 DS1302 某地址寫入數(shù)據(jù)可以實(shí) 現(xiàn)單片機(jī)對(duì) DS1302 進(jìn)行時(shí)間的初始化和修改操作。數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序如圖 46所示： 開始 TLC5615 片選使能 時(shí)鐘上升沿讀取數(shù)據(jù) 12位數(shù)據(jù)讀取完畢 TLC5615 片選禁能 Y N S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 24 圖 46 DS1302 的讀寫時(shí)序 突發(fā)模式下 ， 可以一次性讀出所有日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)或 RAM數(shù)據(jù)。 DS1302 的數(shù)據(jù)輸入輸出： 向 DS1302 寫入數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)在控制字節(jié)輸入后的下一個(gè) SCLK周期的上升沿被寫入，多余的 SCLK將被忽略。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc≥ ，～ RST必須保持低電平。當(dāng)為～ RST高電平時(shí) ， 所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。輸入的數(shù)據(jù)中，前 4位為高虛擬位，中間 10位為 D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，最后 2位為低于 LSB的位即零。 DIN輸入的 12位數(shù)據(jù)中，前 10位為TLC5615輸入的 D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，且輸入時(shí)高位在前，低位在后，后兩位必須寫入數(shù)值為零的低于 LSB的位，因?yàn)?TLC5615的 DAC輸入鎖存器為 12位寬。 串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器 TLC5615的使用有兩種方式 ，即級(jí)聯(lián)方式和非級(jí)聯(lián)方式。由此要想串行輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)必須滿足兩個(gè)條件：第一時(shí)鐘 SCLK的有效跳變；第二片選 CS為低電平。輸入時(shí) SCLK的上升沿把串行輸入數(shù)據(jù) DIN移入內(nèi)部的 16位移位寄存器， SCLK的下降沿輸出串行數(shù)據(jù)DOUT，片選 CS的上升沿把數(shù)據(jù)傳送至 DAC寄存器。并在液晶或數(shù)碼管上顯示出來(lái)。 b AD 程序流程圖 AD 程序流程圖如 43所示： 圖 43 AD 程序流程圖 開始 啟動(dòng) AD 轉(zhuǎn)換 輸入方式選擇 輸入通道選擇 讀取數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)處理與顯示 S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 22 依據(jù)操作時(shí)序?qū)?ADC0832編程 ，包括轉(zhuǎn)換啟動(dòng)和 AD值讀取函數(shù)，在 AD轉(zhuǎn)換函數(shù)中可以選擇 ADC0832的轉(zhuǎn)換通道和輸入方式，即通道 0或通道 1，單通道輸入或差分輸入。當(dāng)片選 CS為高時(shí)，內(nèi)部所有寄存器清 0，輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)。 ADC0832 接著在第 4個(gè)時(shí)鐘下降沿輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。當(dāng)輸入啟動(dòng)位和配置位后，選通輸入模擬通道，轉(zhuǎn)換開始。在時(shí)鐘的上升沿， D I端的數(shù)據(jù)移 ADC0832內(nèi)部的多路地址移位寄存器。在主函數(shù)中調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，判斷返回鍵值，若返回值 不為 1，證明右鍵按下，在某一個(gè)數(shù)碼管上顯示鍵值，若返回值為 1，證明沒有鍵按下，顯示先前按下的按鍵鍵值。 矩陣式鍵盤的按鍵 編碼處理：將行線和列線依次進(jìn)行數(shù)值編碼，然后進(jìn)行一定規(guī)則的運(yùn)算，就是對(duì)鍵值的編碼。在確 定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。 判斷閉合鍵所在的位置 ： 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個(gè)按鍵之中。下面分別介紹以上各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)。 S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 19 4 軟件部分 整體程序設(shè)計(jì) 軟件部分主要包括數(shù)碼管程序、鍵盤程序、 AD 程序、 DA 程序、 DS1302 時(shí)鐘程序、 DS18b20 溫度傳感器程序、串行通信程序、顯示程序和其他簡(jiǎn)單模塊程序。 如圖 321 所示，單片機(jī)的 與 Q1 的基極通過 1K 歐姆電阻連接，當(dāng) 為高電平時(shí)， Q1 導(dǎo)通， Q1 的發(fā)射極與集電極導(dǎo)通，將發(fā)射極下拉為低電平，蜂鳴器兩端出現(xiàn)電位差，蜂鳴器發(fā)聲；當(dāng) 為低電平時(shí)， Q1 不導(dǎo)通，蜂鳴器兩端沒有電流流過，蜂鳴 器不發(fā)聲。 ATMEGA8L 的引腳配置如下圖 318 所示： S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 17 圖 318 ATMEGA8L 的引腳配置圖 下載器模塊原理圖如圖 319 所示： 圖 319下載器模塊原理圖 下載器模塊實(shí)現(xiàn)將 USB 信號(hào)轉(zhuǎn)換為能通過 SPI 協(xié)議傳輸?shù)男盘?hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的編程。 ATmega8 有如下特點(diǎn) ： 8K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即 RWW)， 512 字節(jié) EEPROM， 1K 字節(jié) SRAM， 32 個(gè)通用 I/O 口線， 32 個(gè)通用工作寄存器，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 (T/C)， 片內(nèi) / 外中斷，可編程串行 USART，面向字節(jié)的兩線串行接口， 10 位 6 路 (8 路為 TQFP 與 MLF 封裝 )ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè) SPI 串行端口，以及五種可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模 式。 下載器模塊 ATmega8 是基于增強(qiáng)的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。 *注釋 3：如背光和模塊共用一個(gè)電源，可以將模塊上的 JA、 JK 用焊錫短接。 RS， R/W 的配合決定的 4 種模式見表 33： S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 15 表 33 RS， R/W決定的控制模式 RS R/W 功能說(shuō)明 L L MPU寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標(biāo)志（ BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H MPU從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) E信號(hào)的狀態(tài)產(chǎn)生的動(dòng)作見表 34： 表 34 E 信號(hào)的狀態(tài)產(chǎn)生的動(dòng)作 E狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果 高 —— 低 I/O緩沖 —— DR 配合 /W進(jìn)行寫 數(shù)據(jù)或指令 高 DR—— I/O緩沖 配合 R進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低 —— 高 無(wú)動(dòng)作 LCD12864 的并行接口見表 35： 表 35 LCD12864 的并行接口 管腳號(hào) 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對(duì)比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“ H” ， 表示 DB7—— DB0為顯示數(shù)據(jù) RS=“ L” ， 表示 DB7—— DB0為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“ H” ， E=“ H” ， 數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 R/W=“ L” ， E=“ H→ L” ， DB7—— DB0的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號(hào) 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8位或 4位并口方式， L：串口方式（見注釋 1） 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效（見注釋 2） 18 VOUT LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V）（見注釋 3） 20 K VSS 背光源負(fù)端（見注釋 3） *注釋 1：如在實(shí)際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將 PSB 接固定高電平，也可以將模塊上的 J8 和“ VCC”用焊錫短接。 3V低電平工作時(shí)，只需一個(gè) 20K 的電阻與 Vo 的地相接。 c LCD12864 模塊 (1) LCD12864 簡(jiǎn)介： LCD12864 漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊可以顯示漢字、圖形、 ASCⅡ碼和自定義字形，內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 的中文漢字、 128 個(gè) 8*16 字符、以及 64*256 點(diǎn)陣顯示 RAM，控制器為 ST7920，具有串 /并接口方式，其內(nèi)部含有中文字庫(kù)，LCD12864 顯示屏為 128*64 點(diǎn)陣，可顯示 4 行，每行 8 個(gè)字，模塊內(nèi)含有多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、反白、清除、關(guān)閉顯示和睡眠模式等，可方便地對(duì)模塊進(jìn)行控制。 b LCD1602 模塊 (1) LCD1602 簡(jiǎn)介： LCD1602 點(diǎn)陣字符液晶模塊是由點(diǎn)陣字符液晶顯 示器件和專用的行列驅(qū)動(dòng)器，控制器及必要的連接件，結(jié)構(gòu)件裝配而成，可以顯示數(shù)字和英文字符。 ADP 對(duì)應(yīng)八段數(shù)碼管的各段，當(dāng) ADP 中有低電平輸出時(shí)，被低電平片選中的數(shù)碼管的相應(yīng)段點(diǎn)亮。 MAX485 模塊的原理圖如圖 314 所示： 圖 314 MAX485 模塊原理圖 單片機(jī)與 MAX485 通過 、 、 相連，分別為接收輸出線、發(fā)送輸入線、發(fā)送 /接收使能信號(hào)線。只需要一個(gè)信號(hào)控制 MAX485 的接收和發(fā)送即可。 RO 和 DI 端分別 為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的 RXD和 TXD相連即可； /RE和 DE 端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng) /RE 為邏輯 0 時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng) DE 為邏輯 1 時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)?MAX485 工作在半雙工狀態(tài)，所S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 12 以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可； A 端和 B 端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端 ， 當(dāng) A 引腳的電平高于 B 時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 1；當(dāng) A 的電平低于 B 端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 0。它完成將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS485 電平的功能。由此可見， RS485 協(xié)議正是針對(duì)遠(yuǎn)距離、高靈敏度、多點(diǎn)通訊制定的標(biāo)準(zhǔn)。它采用差分信號(hào)進(jìn)行 傳輸；最大傳輸距離可以達(dá)到 km；最大可連接32 個(gè)驅(qū)動(dòng)器和收發(fā)器；接收器最小靈敏度可達(dá) 177。新的串行通訊接口標(biāo)準(zhǔn) RS449 被制定出來(lái)，與之相對(duì)應(yīng)的是 RS485 的電氣標(biāo)準(zhǔn)。 MAX232 模塊的原理圖如圖 312 所示： S51開發(fā)板的設(shè)計(jì) 11 圖 312 MAX232 模塊的原理圖 單片機(jī)與 MAX232 通過 、 相連，分別為發(fā)送線、接收線，另外單片機(jī)要與 MAX232 共地。 第三部分是供電。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)