【正文】 在此，我對(duì)所有關(guān)心我們的領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)、朋友表示衷心的感謝！馬培2022 年 6。讓我不僅系統(tǒng)的掌握了專業(yè)知識(shí)體系，也讓我有了正確的態(tài)度和堅(jiān)定的信心去面對(duì)未來。在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)與論文中無不傾注著郭老師辛勤的汗水和心血?？傊?，本次設(shè)計(jì)在各位領(lǐng)導(dǎo)的精心安排與大力支持下；在指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)下；在各位同學(xué)和朋友的貼心幫助下解決了許多設(shè)計(jì)中的實(shí)際困難，我以最低的成本和最簡(jiǎn)單的方案設(shè)計(jì)出了功能強(qiáng)大的電子萬年歷。經(jīng)測(cè)試制作的電子萬年歷，誤差較大，設(shè)計(jì)可以通過換用標(biāo)準(zhǔn)晶振或用軟件進(jìn)行修正。 性能分析 計(jì)時(shí)器最關(guān)鍵的是計(jì)時(shí)的精度。接下來可進(jìn)行軟件調(diào)試，可以編寫只含DS1302 的計(jì)時(shí)和讀寫程序、顯示程序，測(cè)試 DS1302 是否正常工作。時(shí)鐘和測(cè)溫部分的硬件電路很簡(jiǎn)單，DS1302 通過 3 根線、DS18B20 只通過 1 根線與單片機(jī)相連接，很容易檢測(cè)，主要是檢測(cè)引腳晶振和電源是否接好。發(fā)跳過 ROM 命令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令結(jié)束發(fā) DS18B20 復(fù)位命令圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖初始化調(diào)用顯示子程序1S 到？初次上電？讀出溫度值溫度計(jì)算處理顯示數(shù)據(jù)刷新發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令NYYN發(fā) DS18B20 復(fù)位命令發(fā)跳過 ROM 命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作，CRC 校驗(yàn)9 字節(jié)完？CRC 校驗(yàn)正確？移入溫度暫存器結(jié)束NYYN　開始溫度零下？溫度值取補(bǔ)碼置“—”標(biāo)志 置“+”標(biāo)志結(jié)束計(jì)算小數(shù)位 BCD 值計(jì)算整數(shù)位 BCD 值NY溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器十位數(shù) 0？百位數(shù) 0？十位數(shù)顯示符號(hào)百位數(shù)不顯示百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號(hào)）結(jié)束NNYY圖 計(jì)算溫度子程序流程圖　　　　　　　　　　圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖６ 調(diào)試及性能分析 調(diào)試步驟系統(tǒng)的調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為 0 時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如圖 所示。其程序流程圖如圖 所示。其程序流程圖見 。 溫度程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計(jì)算溫度子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等等。此時(shí)送正常顯示值給該位，再進(jìn)入下一位調(diào)整閃爍程序。閃爍原理就是，讓要調(diào)整的一位每隔一定時(shí)間熄滅一次，比如說 50ms。在調(diào)整時(shí)間過程中，要調(diào)整的位與別的位應(yīng)該有區(qū)別。陽(yáng)歷程序流程圖見圖 所示。5 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 陽(yáng)歷程序設(shè)計(jì)因?yàn)槭褂昧藭r(shí)鐘芯片 DS1302，陽(yáng)歷程序只需從 DS1302 各寄存器中讀出年、周、月、日、[小]時(shí)、分、秒等數(shù)據(jù)，再處理即可。所以根據(jù)提供的硬件電路圖，在編寫程序時(shí)，查共陽(yáng)數(shù)碼管的段碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)應(yīng)該將正常的共陽(yáng)數(shù)據(jù)管 0～9 的二進(jìn)制值按位反序排序，如原來的二進(jìn)制為 11000000（C0H） ，要改為 00000011（03H） ，就能使數(shù)碼管正常顯示。數(shù)據(jù)由RXD()端輸入或輸出，同步移位脈沖由 TXD()端輸出。這樣，當(dāng)?shù)?3 個(gè) 8 個(gè)脈沖完成后，首次送出的數(shù)據(jù)被送到了最下面的 164（第 3 片）中，其它數(shù)據(jù)依次出現(xiàn)在第二和第一片 74LS164 中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在74LS164 中的串行輸入、并行輸出。3 片 74LS164 首尾相串，而時(shí)鐘端則接在一起。在給出了 8 個(gè)脈沖后，最先進(jìn)入 74LS164 的第一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到達(dá)了最高位。MR 腳（第 9 腳）為復(fù)位端，當(dāng)該腳為低電平時(shí)，移位寄存器各位復(fù) 0；只有當(dāng)它高電平時(shí)，時(shí)鐘脈沖才起作用。每一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿加到 CP端時(shí)，移位寄存器移一位。其中 A、B（第 2 腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，2 個(gè)引腳按邏輯“與”運(yùn)算規(guī)律輸入信號(hào)，共一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)可并接，共同作為輸入腳。單片機(jī)以串口方式 0（移位寄存器方式）輸出數(shù)據(jù)，3 片 74LS164 作為 3 排共陽(yáng)數(shù)碼管的串/并轉(zhuǎn)換顯示接口。顯示時(shí)采用串行口輸出段碼，用 1片 74LS164 來驅(qū)動(dòng) 3 排數(shù)碼管，這樣掃描一次只需 7ms?？紤]到第一次掃描17 位數(shù)碼管顯示時(shí)會(huì)出現(xiàn)閃爍情況，設(shè)計(jì)時(shí) 17 個(gè)數(shù)碼管分 3 排同時(shí)掃描。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。當(dāng) DS18B20 處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為 10us。另一種是寄生電源供電方式。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖） 發(fā)ROM 功能指令 發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 處理數(shù)據(jù)。另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0時(shí)，溫度寄存的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。C 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在55176。圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)算門打開時(shí)，DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量。DS18B20 的測(cè)溫原理如圖 所示。在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（CRC） 。若 TTH 或TTL，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令作出響應(yīng)。表 是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。TM R1 R0 1 1 1 1 1圖 配置寄存器表 DS18B20 分辨率的定義規(guī)定R1 R0 分辨率/位 測(cè)量最大轉(zhuǎn)換時(shí)間/ms0 0 9 0 1 10 1 0 11 3751 1 12 750表 DS18B20 溫度與測(cè)得值對(duì)應(yīng)表溫度/ 176。C/LSB 形式表示。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第 2 字節(jié)。第 9 字節(jié)讀出前面所有 8 字節(jié)的CRC 碼，可用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。在 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動(dòng)，R1 和R0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，即用來設(shè)置分辨率，定義方法見表 。該字節(jié)各位的定義如圖 所示。第 5 個(gè)字節(jié)為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖 所示。非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL，可通過軟件寫入戶報(bào)警上下限。64 位 ROM 的位結(jié)構(gòu)如圖 所示。DS18B20 的性能特點(diǎn)如下：獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～；零待機(jī)功耗；溫度以 9 或 12 數(shù)字量讀出；用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置；報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；負(fù)電壓特性，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。其設(shè)計(jì)原理圖如附件一所示。表 內(nèi)部寄存器地址和內(nèi)容命令字節(jié) 積存器內(nèi)容積存器名寫 讀 取值范圍 7 6 5 4 3 2 1 0秒積存器 80H 81H 00~59 CH 10S SEC分積存器 82H 83H 00~59 0 10 min MIN[小]時(shí)積存器 84H 85H 00~23 或 01~12 12/24 0 10A/P HR HR日積存器 85H 87H 01~28， 29，30，31 0 0 10DATE DATE月積存器 88H 89H 01~12 0 0 0 10M MONTH周積存器 8AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 DAY年積存器 8CH D3H 00~99 10YEAR YEARDS1302 的晶震選用 ，電容推薦值為 33pF，因?yàn)檎鹗庮l率較低，也可以不接電容，對(duì)計(jì)時(shí)精度影響不大。在此方式下，位 5 是 AM/PM 位，此位是高電平時(shí)表示 PM 低電平表示AM。AM－PM/12－24[小]時(shí)方式：[小]時(shí)寄存器的位 7 定義為 12 或 24[小]時(shí)方式選擇位。通常在對(duì) DS1302 進(jìn)行寫操作時(shí)（如進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整程序） ，停止震蕩。時(shí)鐘暫停：秒寄存器的位 7 定義位時(shí)鐘暫停位。1234 5678 Vcc1SCLKI/ORSTVcc2X1X2GND電源控制Vcc1Vcc2GND輸入移位寄存器I/OSCLK實(shí)時(shí)時(shí)鐘命令與控制邏輯振蕩器與分頻器318RAMRSTX2X1DATA BUS圖 DS1302 引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)表 DS1302 引腳功能引腳號(hào) 引腳名稱 功 能1 Vcc2 主電源2,3 X1，X 2 振蕩源