【正文】 15 表 DS1302 的日歷、時間寄存器及其控制字 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 CH 10SEC SEC 分鐘寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時寄存器 84H 85H 0112 或 0023 12/24 0 10/AP HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 IQM MONTH 周日寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM相關(guān)的寄存器等。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進行寫操作， 位 1 表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出?？刂谱止?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 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。 SCLK(7) ： 時鐘輸入端。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 X X2（ 3） ： X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。采用普通 晶振。 DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細(xì)電流充電的能力。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)。本文介紹的實時時鐘電路 DS1302 是美國DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路。 X12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U1DS1302VCC12Y112P2Header 2batterbatterSCLKCS1302電池 圖 時鐘電路原理圖 現(xiàn)在流行的串行時鐘電路很多，如 DS130 DS130 PCF8485 等。 2 腳 X1（晶振引腳）及 3 腳 X2（晶振引腳）接 32768Hz 的晶振， DS1302 的 7 腳 CLK（串行時鐘輸入引腳）與單片機的 相連， 6 腳 I/O（數(shù)據(jù)輸入輸出引腳）與單片機的 相連， 5 腳 RET（復(fù)位引腳）與單片機的 相連。 2)、 STC89C52 主要功能如下表所示 表 STC89C52 的主要功能特性 主 要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 2. DS1302 時鐘電路 本電路采用 DS1302 時鐘芯片， DS1302 主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。 ? 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 ? EA/VPP——外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000hffffh），EA 端必須保持低電平（接地）。此外，該引腳林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 12 會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。 ? 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8eh 單元的 d0 位置位，可禁止 ALE操作。要注意的是： 每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 ? ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 引腳號第二功能： rxd(串行輸入口 ) txd(串行輸出口 ) into(外 中斷 0) int1(外中斷 1) to(定時 /計數(shù)器 0) t1(定時 /計數(shù)器 1) wr(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) rd(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) ? RST——復(fù)位輸入。 p3 口亦作為 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。對 p3 端口寫入 “1”時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 ? P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 “MOVX R1”指令）華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 時， P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。 P2 作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 邏輯電平輸入。 在 flash 編程和校驗時， p1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 P1 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流 (I/L )。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。驗證時，要求外接上拉電阻。此時， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動 8 個 TTL 負(fù)載，對端口 P0 寫入 “1”時，可以作為高阻抗輸入。 ④ 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個口有8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 STC89C52 芯片引腳圖 1)、 STC89C52 芯片引腳說明 ① 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V 電源 GND(Pin20)：接地線 ② 外接晶振引腳（ 2 根） XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 ③ 控制引腳（ 4 根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位?？臻e模式下， cpu 停止工作，允許 ram、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 STC89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) flash， 256 字節(jié) ram， 32 位 i/o 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 系統(tǒng)由最初的實驗階段到產(chǎn)品的形成過程中，其基本的功能框架如下 ： 圖 系統(tǒng)框圖 各單元電路設(shè)計 控制單元設(shè)計 單片機芯片 顯示單元 溫度采集電路 雨滴檢測電路 STC89C52 按鍵電路 電機電路 林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 8 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U28052P10P11P12KEY1KEY2KEY3M2M110KR3010uFC7S2SWPBVCC12Y230pFC430pFC5X1X2X1X2VCCVCCVCC10KR1510KR1610KR1710KR1810KR1910KR2010KR2110KR22LED1LED2LED3LED4LED5SCLKCS130218B20waterP00P01P02P03P04P05P06P07 圖 MCU 核心電路 本設(shè)計中采用了 STC89C52 單片機作為主控芯片， STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，該器件采用 STC 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 M C S5 1 指令集和輸出管腳相兼容。 （ 3） 自動開關(guān)窗及手、自動切換：陽光明媚的早上 ,單片機根據(jù)設(shè)定的開窗時間控制板自動打開窗戶，更新室內(nèi)空氣；傍晚太陽落下時窗子自動關(guān)閉。 上橋臂導(dǎo)通 下橋臂導(dǎo)通 上下直通 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 總體設(shè)計 （ 1） 顯示室溫與時間：通過溫度傳感器組成的測控系統(tǒng)，間隔的測量室內(nèi)的溫度， 并將溫度和日期時間經(jīng) LCD 液晶顯示出來。 對倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)的功能進行設(shè)計，相應(yīng)的硬件電路和系統(tǒng)軟件設(shè)計，并做出控制系統(tǒng)，從而達到設(shè)計的目的：溫度升高到超過預(yù)設(shè)值時，電機轉(zhuǎn)動關(guān)閉窗戶；若下雨窗外的濕度傳感器會感應(yīng)到并把窗戶關(guān)閉；通過按鍵可以設(shè)置自動開啟窗 戶時間及自動關(guān)閉窗戶時間，到設(shè)定時間會自動關(guān)閉或開啟窗戶；可以設(shè)置根據(jù)溫濕度控制窗戶開關(guān)及根據(jù)時間開啟、關(guān)閉窗戶功能。 方案二： 倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)是以 AT89C52 系列單片機為核心構(gòu)成的檢測系統(tǒng)。在這種 情況下，理論上要求兩組控制信號完全互補，但是 ，由于實際的開關(guān)器件都存在開通和關(guān)斷時間，絕對的互補控制邏輯必然導(dǎo)致上下橋臂直通短路，比如在上橋臂關(guān)斷的過程中，下橋臂導(dǎo)通了。當(dāng) S S2 導(dǎo)通時， S S4 關(guān)斷，電機兩端加正向電壓，可以實 現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動；當(dāng) S S4 導(dǎo) 通時， S S2 關(guān)斷，電機兩端為反向電壓，電機反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動。 倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計方案 方案一 ： 直流電機驅(qū)動電路使用最廣泛的就是 H 型全橋式電路，這種驅(qū)動電路可以很方便實現(xiàn)直流電機的四象限運行，分別對應(yīng)正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)制動、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動。 DS18B20工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單 。另外一般監(jiān)控現(xiàn)場的電磁環(huán)境都非常惡劣，各種干擾信號較強，模擬溫度信號容易受到干擾而產(chǎn)生測量誤差，影響測量精度。濕度檢測使用濕敏電阻。 林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 4 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 2 章 設(shè)計方案論證 溫度檢測方案 方案一：溫度檢測采用熱電 阻溫度傳感器。 2. 本設(shè)計的要求 1)完成該課題必須重點研究 單片機控制 、 溫濕度采集、復(fù)位電路等 關(guān)鍵問題和理論。該智能窗能通過傳感電路不斷循環(huán)檢測室內(nèi)濕度、 溫度 經(jīng)處理后傳入單片機。 2) 軟件技術(shù) 近年來，各種計算機軟件開發(fā)平臺有了很大發(fā)展，特別是基于 Windows 環(huán)境下的Delphi、 Power Builder、 Visual Basic、 Visual C++的不斷升級，數(shù)據(jù)功能增強，能夠使用ODBC 驅(qū)動程序訪問各種數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并可使用 ADO、 DAO 等各種應(yīng)用程序開發(fā)接口，操縱數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫對象與結(jié)構(gòu)方便地對監(jiān)測系統(tǒng)進行顯示、打印、查詢、自動控制等操作，為高性能的測控軟件設(shè)計提供