【正文】 程序完成溫度芯片的初始化和讀寫，調(diào)用鬧鐘子程序當(dāng)時(shí)間達(dá)到定時(shí)時(shí)間時(shí)鬧鈴打開，一分鐘后自動(dòng)關(guān)閉，調(diào)用顯示子程序顯示數(shù)據(jù)，最后又轉(zhuǎn)到鍵盤程序來回循環(huán)。其任務(wù)是在整體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定程序結(jié)構(gòu)，分配內(nèi) RAM 資源，劃分功能模塊，然后進(jìn)行主程序和各模塊程序的設(shè)計(jì)，最后連接起來成為一個(gè)完整應(yīng)用程序，與硬件相結(jié)合完成相應(yīng)功能。原理圖如圖 312 所示。7805 的三端分別為輸入 Vin、輸出端Vo 和公共端 COM，使用時(shí)公共端 COM 通常接地。采用市電 220V 經(jīng)變壓器變?yōu)?9V 交流電壓，經(jīng)過橋式整流，電容濾波，通過三端穩(wěn)壓芯片 7805 穩(wěn)壓后再通過電容濾波后輸出+5V 的系統(tǒng)電路所用電源。單片機(jī)與 LCD 的接口電路如圖 311 所示。指令 10：寫數(shù)據(jù)。指令 8：DDRAM 地址設(shè)置。指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。高電平表示有效，低電平則無效。指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。第 15～16 腳：空腳（有的用來接背光）二、LCD1602 與單片機(jī)接口電路1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 33 所示：1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。第 6 腳：E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第 1 腳：VSS 為地電源第 2 腳：VDD 接 5V 正電源圖 39 LCD1602 液晶外觀圖電子萬年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)17第 3 腳：V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影” ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度（建議接地，弄不好有的模塊會(huì)不顯示）第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。(3) 程序簡(jiǎn)單，如果用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，會(huì)占用很多時(shí)間來刷新顯示，而 1602自動(dòng)完成此功能。與數(shù)碼管相比該模塊有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 位數(shù)多，可顯示 32 位，32 個(gè)數(shù)碼管體積相當(dāng)龐大了。這里介紹常用的字 16 字 X2 行的字符型液晶模塊的使用方法。根據(jù)顯示內(nèi)容可以分為字符型液晶，圖形液晶。系統(tǒng)共有四個(gè)獨(dú)立按鍵，分別為“鬧鐘停止鍵”、“設(shè)置鍵”、“增加鍵”、“減小鍵”，當(dāng)鬧鐘響起后只能手動(dòng)關(guān)閉，即按下“鬧鐘停止鍵”鬧鐘停止；當(dāng)調(diào)整時(shí)間或者調(diào)整鬧鐘時(shí)間時(shí)按“設(shè)置鍵”選擇要設(shè)置的選項(xiàng)，本系統(tǒng)“設(shè)置鍵”采用循環(huán)選擇被調(diào)對(duì)象的模式，選中要調(diào)整的對(duì)象后按“增加鍵”或“減小鍵”調(diào)整圖 37 DS18B20 溫度采集原理圖電子萬年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)16完成后按“設(shè)置鍵”確認(rèn)。 鍵盤顯示模塊的設(shè)計(jì) 按鍵電路的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)按鍵采用獨(dú)立按鍵設(shè)計(jì)，具有電路簡(jiǎn)單，軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等有點(diǎn)。第 9 個(gè)字節(jié)為前 8 個(gè)字節(jié)的 CRC 碼。第 5 個(gè)字節(jié)則是用戶第 3 個(gè) EEPROM 的鏡像。第 2 個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 4 個(gè)字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報(bào)警值儲(chǔ)存）的鏡像。DS18B20共64位ROM 。DS18B20共有三種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源，它們分別是： ROM 只讀存儲(chǔ)器：用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H ） ，后面48位是芯片唯一的序列號(hào)，最后8位是以上56的位的CRC 碼（冗余校驗(yàn)） 。一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理 [11]。但在程序設(shè)計(jì)中，寄生工作方式將會(huì)對(duì)總線的狀態(tài)有一些特殊的要求。DS18B20芯片封裝結(jié)構(gòu)如圖36：圖36 DS18B20芯片封裝DS18B20引腳功能： (1) GND 電壓地； (2) DQ 單數(shù)據(jù)總線；(3) VDD 電源電壓 DS18B20 與單片機(jī)接口電路如圖37 所示，DS18B20 只需要接到控制器（單片機(jī)）的一個(gè)I/O口上 [10]，由于。(8) 64位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào)，方便多機(jī)掛接。F ~+257176。C ~+125176。(5) 可選擇寄生工作方式。(3) 最高12位分辨率。DS18B20的主要特征：(1) 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。10 度至+85 度范圍內(nèi)精度為177。 溫度采集模塊的設(shè)計(jì) DS18B20 簡(jiǎn)介系統(tǒng)采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20[6]，它是數(shù)字式溫度傳感器，具有測(cè)量精度高，電路連接簡(jiǎn)單特點(diǎn)，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，DS18B20引腳功能如表 36 所示。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。當(dāng) Vcc2＞（Vcc1+ ）時(shí)，Vcc2 給 DS1302 供電；當(dāng) Vcc2＜Vcc1 時(shí)，DS1302 由 Vcc1 供電。在這種運(yùn)行方式中，Vcc1 里連接到后備電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。在此方式下，位 5 為第二個(gè) 10 小時(shí)位（20～23h） 。AMPM/1224 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。當(dāng)它為 1 時(shí)，DS1302 停止振蕩，進(jìn)入低功耗的備份方式，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） ，停止振蕩。其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字如下表所示，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫 RAM 時(shí)，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有的 31 字節(jié)，不管是否謝了全部 31 字節(jié)，所寫的每一字節(jié)都將傳送至 RAM。在多字節(jié)方式下，讀或?qū)憦牡刂?0 的位 0 開始。位 6 規(guī)定時(shí)鐘或 RAM，而位 0 規(guī)定讀或?qū)??？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出。位 5~1（A4~A0）指示操作單元的地址。控制字節(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)寫入到 DS1302 中。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。如果在傳送過程中置 RST 腳為低電平，則會(huì)終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。在開始 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)。電路原理圖如圖，DS1302 與單片機(jī)圖 34 DS1302 引腳圖電子萬年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)12的連接也僅需要 3 條線：CE 引腳、SCLK 串行時(shí)鐘引腳、I/O 串行數(shù)據(jù)引腳，Vcc2為備用電源，外接 晶振，為芯片提供計(jì)時(shí)脈沖。SCLK 始終是輸入端。上電動(dòng)行時(shí)，在 Vcc 大于等于 之前，RST 必須保持低電平。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。RST 是復(fù)位/片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1時(shí)，DS1302 由 Vcc1 供電。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。DS1302 的引腳排列如圖 34，其中 Vcc1 為后備電源，Vcc2 為主電源。DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。電子萬年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)11 時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì) DS1302 簡(jiǎn)介DS1302[3][4]是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。 R120KC3US位VET圖33 復(fù)位電路圖33為復(fù)位電路也是本次設(shè)計(jì)所用的復(fù)位電路，其復(fù)位方法為只要單片機(jī)一上電REST 為高電平單片機(jī)即復(fù)位。例如，若時(shí)鐘頻率為12MHz，每機(jī)器周期為1us，則只需2us以上時(shí)間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位，所以必須弄清楚AT89S52型單片機(jī)復(fù)位的條件、復(fù)位電路和復(fù)位后狀態(tài)。一般的設(shè)計(jì)中使用到的。顯然，對(duì)同一種機(jī)型的計(jì)算機(jī)，時(shí)鐘頻率越高，計(jì)算機(jī)的工作速度就越快。對(duì)于某種單片機(jī)來說，若采用了1MHz的時(shí)鐘頻率，則時(shí)鐘周期為1us；若采用4MHz的時(shí)鐘頻率，則時(shí)鐘周期為250μs。時(shí)鐘周期就是單片機(jī)外接晶振的倒數(shù)，它的時(shí)間周期就是（1/12 us），是計(jì)算機(jī)中最基本的、最小的時(shí)間單位。 本設(shè)計(jì)所用的晶體振蕩電路如圖32所示。 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路主要有晶體振蕩電路和復(fù)位電路組成。XTAL1（19 引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接 VCC。EA/VPP（31 引腳）：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。PSEN（29 引腳）：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。否則，ALE 將被微弱拉高。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “1”，ALE 操作將無效。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。ALE/PROG（30 引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，表 31 P3 口第二功能表電子萬年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)9鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。晶振工作時(shí)，RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。對(duì) P2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（I IL）。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在 Flash 編程時(shí)，P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL 邏輯電平。GND（20 腳）：接電源地。輸入/輸出有 4 個(gè)準(zhǔn)雙向并行的 8 位 I/O 口 P0~P3，P0 口為三態(tài)雙向口，可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 電路，P1，P2 ，P3口為準(zhǔn)雙向口（作為輸入時(shí)，口線被拉成高電平故稱為準(zhǔn)雙向口） ，其負(fù)載能力為 4個(gè) TTL 電路。 同時(shí)該芯片還具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三 種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 空 閑 模 式 下 ， CPU 停 止 工作 ， 允 許 RAM、 定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 、 串 口 、 中 斷 繼 續(xù) 工 作 。AT89S52 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(shí) 器 ， 2 個(gè) 數(shù) 據(jù) 指 針 ， 三 個(gè) 16 位 定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 ， 一 個(gè) 6 向 量 2級(jí) 中 斷 結(jié) 構(gòu) ， 全 雙 工 串 行 口 ， 片 內(nèi) 晶 振 及 時(shí) 鐘 電 路 。 片 上 Flash 允 許 程 序 存 儲(chǔ) 器 在 系 統(tǒng) 可 編 程 ，亦 適 于 常 規(guī) 編 程 器 。電子萬年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)主控模塊的設(shè)計(jì) AT89S52 功能特性 AT89S52[2]是 一 種 低 功 耗 、 高 性 能 CMOS8 位 微 控 制 器 ， 具 有 8K 在 系 統(tǒng) 可編 程 Flash 存 儲(chǔ) 器 。本系統(tǒng)由 DS1302 提供萬年歷系統(tǒng)時(shí)鐘，DS18B20 采集實(shí)時(shí)溫度，經(jīng)單片機(jī)由軟件處理后顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘和實(shí)時(shí)溫度。蜂鳴器完成整點(diǎn)提示和鬧鐘功能。顯示模塊選用的是 LCD1602 做顯示，完成系統(tǒng)時(shí)間和溫度的顯示。外 接 電 源 為 一 個(gè) 伏 的 紐 扣 電 池 ， 以 保 證 系 統(tǒng) 電 源 掉 電 后 時(shí)鐘正常運(yùn)行，可以不顯示。單片機(jī)L C D 1 6 0 2時(shí)鐘模塊數(shù)字溫度模塊按鍵電源模塊蜂鳴器系統(tǒng)主控模塊由 AT89S52 單 片 機(jī) 組 成 ， 完 成 整 個(gè) 系 統(tǒng) 的 信 息 采 集 和 控 制 。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括單片機(jī)主控模塊、時(shí)鐘模塊、溫度采集模塊、顯示模塊、按鍵接口模塊、電源模塊。顯示模塊采用 LCD 能同時(shí)顯示所有信息，顯示直觀，軟件易于實(shí)現(xiàn)。采用熱敏電阻檢測(cè)溫度，其原理是熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，從而改變電路電壓或電流，這樣就得出與溫度有對(duì)應(yīng)電壓或電流的信號(hào)，再經(jīng)計(jì)算，就可得出被測(cè)溫度。時(shí)鐘芯片時(shí)間精確度高，性價(jià)比高，相對(duì)于軟件編程性能有很大提高，且可二次開發(fā)，用于實(shí)時(shí)記錄一些重要的數(shù)據(jù)。方案一和方案二的比較：時(shí)鐘設(shè)計(jì)可以用軟件編程或硬件實(shí)現(xiàn)，若用軟件設(shè)計(jì)誤差相對(duì)于硬件設(shè)計(jì)略大，在軟件設(shè)計(jì)中定時(shí)器如采用軟件查詢的方法占用大量的