【正文】 并行 :L串行 16 NC 空腳 17 RST H/L 復(fù)位 低電平有效 18 NC 空腳 19 LED_A 背光電源正極 20 LED_K 背光電源負(fù)極 對 12864 寫控制時，在使能信號 E 下降沿有效。 在本萬年歷當(dāng)中 12864 液晶顯示顯示當(dāng)前的實時時間和溫度及重要的陰陽歷節(jié)日等功能。 液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。 圖 DS1302 與單片機的連接電路原理圖 顯示電路設(shè)計 液晶顯示的原理是利用利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示。 表 DS1302 有關(guān)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 10 秒 秒 0059 83h 82h 10 秒 分 0059 85h 84h 12/24 0 10 時 時 112/023 AM/PM 87h 86h 0 0 10 日 日 131 13 89h 88h 0 0 0 10 月 月 112 8Bh 8Ah 0 0 0 0 0 周日 17 8Dh 8Ch 10 年 年 0099 8Fh 8Eh WP 0 0 0 0 0 0 0 — DS1302 內(nèi)部的 RAM 分為兩類，一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 COH~FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的 RAM，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH（寫）、 FFH（讀）。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為 8+8（ 8 位地址 +8 位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下最多可達 248 的數(shù)據(jù)。 （ 1） DS1302 的工作原理 DS1302 工作時為了對任何數(shù)據(jù)傳送進行初始化，需要將復(fù)位腳（ RST）置為高電平且將 8 位 地址和命令信息裝入移位寄存器。 SCLK：串行時鐘，輸入，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； RST ：輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。 12 圖 DS1302 的外部引腳分配 各引腳的功能為： Vcc1：主電源； Vcc2：備份電源。 DS1302 的外部引腳分配如圖 所示。工作電壓寬達 ～ 。 圖 DS18B20 讀時間間隙 時鐘電路設(shè)計 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)。所有讀時間片的最短持續(xù)期限為 60 微秒，各個讀時間片之間必須有最短為 1 微秒的恢復(fù)時間。因此，為了讀取從時間片開始算起 15 微秒的數(shù)據(jù)線狀態(tài)，微控制器必須停止把數(shù)據(jù)線驅(qū)動至低電平。微控制器寫 0 時，數(shù)據(jù)線必須先被拉至低電平且至少保持邏輯低電平 60微秒。 DS18B20 的單總線數(shù)據(jù)傳輸特點，決定了它嚴(yán)格的控制時序。 微控制器控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前要對DS18B20 進行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能 11 讀數(shù)據(jù) 寫 0 60 微秒 15 微秒 45 微秒 15 微秒 45 微秒 15 微秒 DS18B20 寫時間間隙 寫 1 對 DS18B20 進行預(yù)定的操作。如要采用寄生工作方式，只要將 VDD 電源引腳與單總線并聯(lián)即可。 EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)， DS18B20 共 3 位 EEPROM，并在 RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。第 8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。在上電復(fù)位時其值將被刷新。 RAM 數(shù)據(jù)暫存器：用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20 共 9個字節(jié) RAM，每個字節(jié)為 8 位。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設(shè)置不由用戶更改。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。 F ~+257176。 C ~+125176。 DS18B20 的主要特點：超小的體積，超低的硬件開銷，抗干擾能力強，精度高。本設(shè)計選用 上電復(fù)位 電路。 RST 引腳的高電平只要保持足夠的時間（ 2 個機器周期），單片機就可以進行復(fù)位操作。 圖 按鍵復(fù)位電路 復(fù)位電路工作原理： 上電復(fù)位要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。它主要是利用電阻的分壓來實現(xiàn)的，在此設(shè)計中，采用按鍵復(fù)位電路。按鍵復(fù)位電路：它不僅具有上電復(fù)位電路的功能，同時它的操作比上電復(fù)位電路的操作要簡單的多。上電復(fù)位電路：上電復(fù)位是單片機上電時復(fù)位操作，保證 單片機上電后立即進入規(guī)定的復(fù)位狀態(tài)。 （ 2）時鐘振蕩電路如圖 所示： 圖 時鐘 振 蕩電路 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位電路是使單片機的 CPU 或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這上狀態(tài)開始工作。晶振的頻率通常選擇兩種 6MHz 和 12MHz。而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。單片機本身就如一個復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴(yán)格地作。 AT89S52 結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 數(shù)據(jù)總線（ DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為 8 位，由 P 口提供。這些管腳構(gòu)成了三總線形式，即： 地址總線（ AB）：地址總線寬度為 16 位，因此，其外部存儲器直接地址外圍為 64K字節(jié)。 RST 復(fù)位信號：當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù) 2 個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復(fù)位初始化操作。 PSEN 外部程序存儲器讀選取通信號：在讀外部 ROM 時 PSEN 有效 （低電平），以實現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作。 7 ALE 地址鎖存控制信號：在系統(tǒng)擴展時， ALE 用于控制把 P0 口輸出低 8 位地址鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 6 單 片機主控電路設(shè)計 （ 1） AT89S52 的簡介 AT89S52 是一種低功耗，高性能的 CMOS 8 位微處理器，內(nèi)部有 8K 字節(jié)的閃速PEROM ，該芯片采用 ATMEL 公司高密度、非揮發(fā)性存儲器工藝制成且與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 系列的引腳及指令兼容， FLASH 系列存儲器為快速擦寫存貯器?？僧a(chǎn)生年、月、 日、周日、時、分、秒，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點，同時具有掉電自動保存功能；溫度的采集由 DS18B20構(gòu)成；由于 24C02C 采用 I2C總線結(jié)構(gòu)，操作簡單而且具有掉電保存數(shù)據(jù)的能力，所有鬧鐘的定時時間以及鬧鐘的開關(guān)用 24C02C來存儲。采用三線接口與 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)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。 5 第 3 章 硬件設(shè)計 電路的設(shè)計框圖 本設(shè)計采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng)；采用 DS1302 提供 時鐘；采用 12864液晶顯示作為顯示部分；采用 24C02C作為存 儲模塊；采用 DS18B20溫度傳感作為溫度采集系統(tǒng)；采用四按鍵調(diào)整系統(tǒng)；采用蜂鳴器報警系統(tǒng)。 方案二： 采用 DS1302 時鐘芯片實現(xiàn)時鐘， DS1302 芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)，而且精度高 ， 工作電壓 ～ 范圍內(nèi)。采用此種方案 雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的時間誤差較大。 所以選擇采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng)。 4 單片機芯片的選擇方案和論證 方案一： 采用 89C51 芯片作為硬件核心，采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲空間，而且與 MCS52 系列單片機完全兼容，但是運用于電路設(shè)計中時由于不具備 ISP 在線編程技術(shù)；當(dāng)在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰?捎 入程序時，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞。顯示功能強，效果 直觀 ，可用菜單項來方 便操作。點陣式數(shù)碼管顯示對于顯示文字比較適合，如采用在 顯示數(shù)字顯得太浪費，且價格也相對較高，所以也不用此種作為顯示。相對于液晶顯示比較經(jīng)濟實惠，但液晶顯示比數(shù)碼管顯示美觀， LED 數(shù)碼管在操作上比較繁瑣。 所以本次設(shè)計選用 8 位單片機設(shè)計。這些都方便對設(shè)計進行擴展，使設(shè)計更加完善。 I/O 口功能也比較強大，方便使用。 8 位單片機有豐富的中斷源和時基，方便設(shè)計。 但是 用可編程邏輯器件 設(shè)計 成本 較高 。設(shè)計起來結(jié)構(gòu)清晰，各個模塊，從硬件上設(shè)計起來相對簡單，控制與顯示的模塊間的連接也會比較方便。 方案論證 控制部分的方案選擇 方案一： 用可編程邏輯器件設(shè)計。在時間設(shè)定環(huán)節(jié)，要有設(shè)定提示，本系統(tǒng)以游標(biāo)閃爍方式提示用戶當(dāng)前所修改的數(shù)據(jù)。 顯示器件選用 12864 液晶模塊，由于液晶模塊在寫入指令或數(shù)據(jù) 后，要經(jīng)過一段時間才能完成內(nèi)部動作，所以，對其讀寫控制時要有必要的延時，以等待液晶模塊完成內(nèi)部動作，才能使寫入的數(shù)據(jù)或指令有效。 最后，時鐘芯片采用 DS1302， DS1302 為三總線時鐘芯片，為了能夠使其正常工作，要學(xué)習(xí)其中的寄存器格式、寄存器特殊位作用、讀取時間寄存器數(shù)據(jù)、寫入時間寄存器數(shù)據(jù)等。溫度檢測采用 DS18B20，由于 DS18B20 是單總線溫度傳感器，所以，對其控制需要較嚴(yán)格 2 的時序。 本次 電子萬年歷設(shè)計 對于本次畢業(yè)設(shè)計，首先，本課題對系統(tǒng)主要功能進行分析，確定該系統(tǒng)的主要功能是：陽歷日期顯示、時間顯示、農(nóng)歷日期顯示、星期顯示、環(huán)境溫度顯示和定時鬧鈴，并可以修改時間，在修改時間的過程中，可以對月份天數(shù)自動判斷。 如今電子萬年歷飛入了尋常百姓家，掛式、臺式以及帶裝飾畫面等豐富的電子萬年歷數(shù)不勝數(shù)，不但滿足了精準(zhǔn)的計時需求，還將計時帶上了科技時尚的味道。第二次革命是 石英晶體振蕩器 的應(yīng)用，發(fā)明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從分級縮小到秒級。 電子萬年歷的發(fā)展 二十一世紀(jì)的今天，最具代表性的計時產(chǎn)品就是電子萬年歷，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。 1 第 1 章 緒論 課題的背景 隨著社會、科技的發(fā)展，人類得知時間，從觀天陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究、創(chuàng)新。 關(guān)鍵詞： 單片機 ， 農(nóng)歷查詢 ， 萬年歷 II ABSTRACT As the rapid development of Singlechip Microputer Application technology, from the navigation device of missile to the various instruments on the aircraft control and from puter munication work and data transmission to industrial realtime automation process control and data processing, as well as the extensive use of the smart card and electronic pets in live, All of this is inseparable from the microcontroller. SCM is set to CPU, RAM, ROM, timing, counting and multiple interfaces in one microcontroller. It has the advantages of small volume, low cost, strong function, widely used in smart industries, and industrial automation. This paper designed a electronic clock which can achieve calendar function based on microcontroller, the system consists of main controller AT89C51, clock circuit, display circuit, DS1302circuit, and a reset circuit ponents, the main control system as the control center, DS1302 generates a clock, a 12864 LCD display the date and time, the key can set the time, alarm clock,