【正文】 表 6 共陽(yáng)極數(shù)碼管字形編碼表 顯示 數(shù)字 共陽(yáng)順序小數(shù)點(diǎn)暗 Dp g f e d c b a 16 進(jìn)制 0 0 1 0 0 0 0 0 0 40H 1 0 1 1 1 1 0 0 1 79H 2 0 0 1 0 0 1 0 0 24H 3 0 0 1 1 0 0 0 0 30H 4 0 0 0 1 1 0 0 1 19H 5 0 0 0 1 1 0 1 0 12H 6 0 0 0 0 0 0 1 0 02H 7 0 1 1 1 1 0 0 0 78H 8 0 0 0 0 0 0 0 0 00H 9 0 0 0 1 1 0 0 0 10H 查共陽(yáng)極數(shù)碼管的數(shù)斷碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)應(yīng)該將正常的共陽(yáng)極數(shù)碼管 0～ 9 的二進(jìn)制值按位反序排列。這樣，當(dāng)?shù)谌?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中，其他數(shù)據(jù)一次出現(xiàn)在第二、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，而始終端則接在一起。在給出了 8 個(gè)脈沖后，最先進(jìn)入 74LS164 的第一字節(jié)數(shù)據(jù)到達(dá)了最高位。 MR 表 5 74LS164 特性表 操作模式 輸入 輸出 復(fù)位 MR A B Q0 Q1～ Q7 移位 L / / L Q0～ Q6 H L L L Q0～ Q6 H L H L Q0～ Q6 H H L L Q0～ Q6 H H H H Q0～ Q6 腳位復(fù)位端，當(dāng)該腳位低電平時(shí)，移位寄存器各位復(fù) 0；只有當(dāng)它為高電平時(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)，10ms 3ms 10ms 開始 初始化 按鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序 裝入發(fā)射脈沖個(gè)數(shù) 發(fā) 3ms 脈沖 停發(fā) 1ms 發(fā)完？ 發(fā) 1ms 脈沖 停發(fā) 1ms 返回 Y 鍵盤按下？ N Y N 移位寄存器移一位。其中 A、 B 位串行數(shù)據(jù)輸入端，兩個(gè)引腳按邏輯與運(yùn)算規(guī)律輸入信號(hào)，只有一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)可并接，共同作為輸入腳。 74LS164 的特性如表 5 所列，單片機(jī)以串行口方式 0（移位寄存器方式）輸出數(shù)據(jù)， 3 片 74LS164AT89C2051單片機(jī) 紅外發(fā)射電路 獨(dú)立鍵盤 +5V 電源 U t MENU 鍵遙控輸出波形 t 移位鍵遙控輸出波形 U U t 加 1 鍵遙控輸出波形 U t 語(yǔ)音報(bào)時(shí)鍵遙控輸出波形 3ms 作為 3 排數(shù)碼管的串 /并轉(zhuǎn)換顯示接口。顯示時(shí)采用串行口輸出數(shù)碼段，用 3 片 74LS164 來驅(qū)動(dòng) 3 排數(shù)碼管，這樣一次掃描只需 7ms。圖 12 所示為紅程序入口 R2 減 1 個(gè)月的天數(shù) 夠減 ？ 下 個(gè) 月 為 閏月？ 減去閏月天數(shù) 月加 1 R3=0？ R2=R2+R3 R3=0 R2=0? 月份為當(dāng)前正在建的月份的前一個(gè)月的最后一天 月份為當(dāng)前正在減的月份，號(hào)數(shù)為 R2 中的值 Y N Y N Y N Y N 外線接收器輸出的一幀遙控碼波形。當(dāng)紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時(shí)，第一位碼的低電平將啟動(dòng)中斷程序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀。紅外遙控接收部分采用38KHZ 的紅外接收頭，價(jià)格低廉，可靠性好。 端口的輸出調(diào)制波形如圖 8 所示。為了使接受可靠，第一位馬寬位 3ms，其余為 1ms，遙 圖 7 推算陰歷日期的程序流程圖 控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于 10ms。 遙控發(fā)射器主程序、鍵掃描程序、遙控碼發(fā)射程序流程圖如圖 11 所示。為了使接收可靠，第一位碼寬為 3ms，其余為 1ms，遙控碼數(shù)據(jù)間隔大于 10ms。圖 10 為遙控發(fā)射電路。 遙控發(fā)射器的設(shè)計(jì) 遙控信息碼由 AT89C2051 單片機(jī)的定時(shí)器 1 中斷產(chǎn)生 40KHz紅外線方波信號(hào)，由 口輸出，經(jīng)過三極管 9013 放大，有紅外線發(fā)射管發(fā)送。遙控系統(tǒng)電路分遙控發(fā)射電路和遙控接收電路兩部分組成。紅外遙控設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的核心部分，是體現(xiàn)智能的模塊之一，因此采用 AT89C2051 芯片作為紅外遙控發(fā)射部分的控制芯片。圖 7 所示 為有總天數(shù)推算出陰歷日期的程序流程圖。推算方法是，先用總天數(shù)減去春節(jié)和元旦的日差，如果結(jié)果為 1，則改天正好是春節(jié)（因?yàn)榇汗?jié)在元旦之后，在計(jì)算春節(jié)和元旦日差時(shí)，假設(shè)元旦為 0 天，春節(jié)為 n 天，則日差位 n，而前面計(jì)算的引力總天數(shù)是該天在該年中的第幾天，是以元旦為 1 而得到的，與計(jì)算春節(jié)和元旦日差這種方法相比，其數(shù)值少了 1，所以要在原來本應(yīng)該以 0 作為該天就是春節(jié)的依據(jù)的基礎(chǔ)上加 1，即以 1 作為該天是春節(jié)的標(biāo)志）；如果結(jié)果小于 1，則引力應(yīng)該是陽(yáng)歷的前一年；如果結(jié)果大于 1，說明陽(yáng)歷和陰歷為同一年。圖 6 所示為計(jì)算陽(yáng)歷中任何一天在該年中為第幾天的流程圖。 2020—— 2050 年的關(guān)系表： 35,15H,51H,00H（ 2020） 23,11H,52H,41H（ 2020） 42,12H,65H,00H（ 2020） 31,11H,32H,00H（ 2020） 21,42H,52H,21H（ 2020） 39,52H,25H,00H（ 2020） 28,25H,04H,71H（ 2020） 48,66H,42H,00H（ 2020） 37,33H,22H,00H（ 2020） 開始 初始化 1302 1302 開始振蕩 從 1302 中讀出年、周、月、日、時(shí) 、分、秒 讀出的數(shù)據(jù)都為 BCD碼，將其高地位分離送顯存緩沖單元 25,15H,24H,51H（ 2020） 44,05H,52H,21H（ 2020） 33,22H,65H,00H（ 2020） 22,21H,25H,41H（ 2020） 40,24H,52H,00H（ 2020） 30,52H,42H,91H（ 2020） 49,55H,05H,00H（ 2020） 38,26H,44H,00H（ 2020） 27,53H,50H,60H（ 2017） 46,53H,24H,00H（ 2018） 35,25H,54H,00H（ 2019） 24,41H,52H,41H（ 2020） 42,45H,25H,00H（ 2021） 31,24H,52H,00H（ 2022） 21,51H,12H,21H（ 2023） 40,55H,11H,00H（ 2024） 28,26H,21H,61H（ 2025） 47,26H,61H,00H（ 2026） 36,13H,31H,00H（ 2027） 25,05H,31H,51H（ 2028） 43,12H,54H,00H（ 2029） 33,51H,25H,00H（ 2030） 22,42H,25H,31H（ 2031） 41,32H,22H,00H（ 2032） 30,55H,02H,71H（ 2033） 49,55H,22H,00H（ 2034） 38,26H,62H,00H（ 2035） 27,13H,64H,60H（ 2036） 45,13H,32H,00H（ 2037） 34,12H,55H,00H（ 2038） 23,10H,53H,51H（ 2039） 42,22H,45H,00H（ 2040） 31,52H,22H,00H（ 2041） 21,52H,44H,21H（ 2042） 40,55H,44H,00H（ 2043） 29,26H,50H,71H（ 2044） 47,26H,64H,00H（ 2045） 36,25H,32H,00H（ 2046） 25,23H,32H,50H（ 2047） 44,44H,55H,00H（ 2048） 32,24H,45H,00H（ 2049） 22,55H,11H,30H（ 2050） 有了算法和數(shù)據(jù)后就可以設(shè)計(jì)軟件了。第一字節(jié)位十進(jìn)制，其他的都為十六進(jìn)制。 表 4 2020 年的陰歷與陽(yáng)歷對(duì)應(yīng)關(guān)系表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 閏 2 月 大小 小 大 大 大 小 大 小 大 小 大 小 大 小 天數(shù) 29 30 30 30 29 30 29 30 29 30 29 30 二進(jìn)制 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 十六進(jìn)制 4 2 2 2 21 2020 年春節(jié)和元旦差 21 天，這樣 2020 年的信息表示為： 21,42H， 52H，21H。陰歷春節(jié)和陽(yáng)歷元旦相差的天數(shù)也可用一字節(jié)表示。如果有閏月，則把閏月的月份作為一字節(jié)的高 4 位，低 4 位表示閏月大小，大月為 0 小月為 1。陰歷一年又 12 個(gè)月或 13 個(gè)月（含閏月），一個(gè)月位 30 天或 29 天。推算方法是，根據(jù)陽(yáng)歷當(dāng)前日期在一年中的天數(shù)來計(jì)算陰歷日期。在調(diào)整時(shí)間過程中，要調(diào)整的位與其他位應(yīng)有所區(qū)別，所以增加了閃爍功能。陽(yáng)歷程序流程圖如圖 5 所示。 表 3 內(nèi)部寄存器地址和內(nèi)容 寄存器名 命令字節(jié) 取值范圍 寄存器內(nèi)容 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 00～ 59 CH 10SEC SEC 分 鐘 寄存器 82H 83H 00～ 59 0 10MIN MIN 小時(shí)寄存器 84H 85H 00～ 23 或 01～ 12 12/24 0 10A/P HR HR 日期寄存器 86H 87H 01～ 2 2 31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 01～ 12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01～ 07 0 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 00～ 99 10YEAR YEAR 陽(yáng)歷程序 因?yàn)槭褂昧藭r(shí)鐘芯片 DS1302，陽(yáng)歷程序只需從 DS1302 各個(gè)寄存器中讀出年、周、月、日、時(shí)、分、 秒等數(shù)據(jù)，再處理即可。 內(nèi)部寄存器地址和內(nèi)容 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。在開始的 8 個(gè)時(shí)鐘 周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時(shí)鐘周期在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)寫入數(shù)據(jù)。 在任何數(shù)據(jù)傳送時(shí)必須先初始化，把 RST 腳置為高電平，然后把 8 表 2 DS1302 引腳功能 圖 4 DS1302 封裝圖 位地址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿被輸入。 64 位 ROM 和 單線接口 存儲(chǔ)器與控制邏輯 溫度傳感器 高速緩存 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 I/O C VDD DS1302 芯片特性 （ 1）實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)； GNDI / OV C CD S 1 8 B 2 0V C CR P 1 . 5 圖 3 DS18B20 與單片機(jī)接口電路 （ 2）用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31*8 位 RAM； （ 3）最少引腳的串行 I/O； （ 4） ～ 電壓工作范圍； （ 5）簡(jiǎn)單的三線接口； （ 6）可選的慢速充電（ VCC1）的能力； （ 7）用于時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送方式。采用該芯片作為時(shí)鐘芯片可以做到計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。 表 1 64 位 ROM 結(jié)構(gòu)框圖 8 位校驗(yàn)碼 CRC 48 位序列號(hào) 8 位工廠代碼 MSB LSB MSB LSB MSB LSB DS18B20 與單片機(jī)的接口電路 DS18B20 可以采用兩種方式供電：一種是采用電源供電方式，此時(shí) DS18B20的第 1 腳接地，第 2 腳作為信號(hào)線，第 3 腳接電源如圖 3 所示；另一種是寄生電源供電方式。 圖 2 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 64 位 ROM 的位結(jié)構(gòu)如表 1 所示，開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號(hào)；接著是每個(gè)器件的唯一序號(hào)，共有 48 位；最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20 可以采用單線進(jìn)行通信的原因。 DS18B20 可以直接獨(dú)處被測(cè)溫度值，而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。其缺點(diǎn)如下： （ 1） 硬件電路復(fù)雜； （ 2） 軟件調(diào)試復(fù)雜； （ 3） 制作成本高。 圖 1 整體硬件原理圖 4 模塊電路設(shè)計(jì) 溫度傳感器 方案論證 在日常生活中及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常要用到溫度的檢測(cè)及控制，傳統(tǒng)的測(cè)溫元件有熱電偶和熱電阻。同時(shí)，主控制器不斷的掃描按鍵電路、溫度測(cè)量電路、紅外遙控解碼電路及語(yǔ)音播報(bào)電路，當(dāng)有鍵按下時(shí)，識(shí)別出按鍵的值并按照相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)執(zhí)行不同的功能。 基于以上要求， 所 設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須有以下結(jié)構(gòu)模塊：溫度傳感器單元 [1]、參數(shù)的數(shù)碼管串行顯示單元 [2]、紅外遙控發(fā)射與接收單元 [3]、語(yǔ)音芯片單元 [4]、電源電路單元