【正文】 條口線通信多點(diǎn)能力，簡化了分布式溫度傳感應(yīng)用無需外部元件可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍 為 至 無需備用電源 測量溫度范圍為 55度至 +125度。只要占用 CPU 一個口線即可。只是選擇晶振時，不同的晶振，誤差也較大。 DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、 I/O(6)、 RST(5)。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0開始。位 5至位 1指示操作單元的地址 。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )， SCLK 為時鐘輸入端。上電運(yùn)行時，在 Vcc 之廣西工學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的電子萬年歷 11 前， RST必須保持低電平。當(dāng) RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進(jìn)行操作。 RST 是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時， 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 ,其中 Vcc1為后備電源， Vcc2為主電源。 DS1302內(nèi)部有一個 31 8 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 圖 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM的實(shí)時時鐘芯片，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進(jìn)行計時，工作電壓為 ～ 。（片外數(shù)據(jù)存儲器讀控制信號） 廣西工學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的電子萬年歷 10 XTAL2：片內(nèi)反相放大器輸出端。（片外數(shù)據(jù)存儲器寫控制信號） R175。（外部中斷 1 輸入） T0（定時器 0 的外部輸入） T1（定時器 1 的外部輸入） W175。T175。（外部中斷 0 輸入） I175。T175。 引腳 第二功能 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出 ） I175。該引腳有效（低電平）時只選用片外程序存儲器，否則計算機(jī)上電或 6復(fù)位后先選用片內(nèi)程序存儲器。當(dāng) Vcc 下降到某規(guī)定值以下 VPD，便向片內(nèi) RAM 供電。上電時，考慮到振蕩器有一定的起振時間 ，該引腳上高電平必須持續(xù) 10ms以上才能保證有效復(fù)位。）是復(fù)位端。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間， PSEN 信號將不出現(xiàn)。 PSEN：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，或稱片外取指信號輸出端。在訪問片外程序存儲器期間，每機(jī)器周期該信號出現(xiàn)兩次，其下降沿用于控制鎖存 P0 口輸出的低 8 位地址。除作為準(zhǔn)雙向 I／ O 接口使用外，還具有第二種功能 ，詳見表 ?？勺鳛闇?zhǔn)雙向 I／ O 接口；有接有片外存儲器或擴(kuò)展 I／ O 接口且尋址范圍超過 256 個字節(jié)時， P2口用作高 8 位地址總線。 可用作定時器／計數(shù)器 2的 外部控制端 T2EX?？勺鳛闇?zhǔn)雙向 I／ O 接口使用。在接有片外存儲器或擴(kuò)展 I／ O 接口時， P0 口分時復(fù)用為低 8 位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 圖 STC89C52 單片機(jī)管腳圖 廣西工學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的電子萬年歷 9 （ 2）輸入／輸出引腳 ～ ： P0 口的 8個引腳?，F(xiàn)在對 各引腳功能說明如 下（圖 ）： （ 1）主電源引腳 Vcc ：接＋ 5V 電源正端。 STC89C52 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線 。 主要 模塊 電路的設(shè)計 STC89C52單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計 STC 系列單片機(jī)是由 STMicroelectronics 公司 生產(chǎn)，并有 宏晶 公司 做大陸代理的 。 DS1302內(nèi)部有一個 31*8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM寄存器。 圖 系統(tǒng)硬件框圖 系統(tǒng)硬件概述 本電路是由 STC89C52單片機(jī)作為控制核心，能在 5V 電 壓工作， STC89C52是一個低功按鍵控制模塊 溫度采集模塊 STC89C52主控模塊 LCD1602 液晶顯示模塊 DS1302 時鐘模塊 廣西工學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的電子萬年歷 8 耗，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 8kBytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及 80C52引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的 STC89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案；時鐘電路由 DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時時鐘電路，它可以對 年、月、日、周、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。 圖 DS18B20 測溫原理框圖 第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn) 電路設(shè)計框圖 本系統(tǒng)的電路系統(tǒng)框圖如圖 所示。計數(shù)器 1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器 1的預(yù)置值減到 0 時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器 1 重新開始對低溫度 系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器 2計數(shù)到 0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2 的脈沖輸入。 DS18B20 測溫原理如圖 。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，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 )。 表 DS1302 的日歷、時間寄存器 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?？刂谱止?jié)的高有效位（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 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)；位 5至位 1指示操作單元的地址；最低有效位（位 0）如為 0表示要進(jìn)行寫操作，為 1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。當(dāng)“ WP”為 1時，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。表 為 DS1302 的日歷、時間寄存器內(nèi)容：“ CH”是時鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為 1時，時鐘振蕩器停止， DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為 0時，時鐘開始運(yùn)行。位 0是讀 /寫操作位，進(jìn)行讀操作時，該位為 1；該位為 0則表示進(jìn)行的是寫操作。對于位 6，若對程序進(jìn)行讀 /寫時 RAM=1，對時間進(jìn)行讀 /寫時， CK=0。 DS1302 原理及說明 (1) 時鐘芯片 DS1302 的工作原理 DS1302 在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把 SCLK 端置 “ 0”，接著把RST 端置“ 1”，最后才給予 SCLK 脈沖；讀 /寫時序如下圖 所示。數(shù)據(jù)指針設(shè)置：數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H)。顯示模式設(shè)置 (初始化 )00111000[0x38]設(shè)置 16 2顯示， 5 7點(diǎn)陣， 8位數(shù)據(jù)接口；顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置： (初始化 ) 00001DCBD 顯示 (1有效 )、 C光標(biāo)顯示 (1有效 )、 B 光標(biāo)閃爍 (1有效 )。 DS1302， DS18B20和 LCD1602的原理及說明 LCD1602 工作原理及說明 (1)寄存器選擇控制 1602 字符型 LCD 通常有 14 條引腳線或 16 條引腳線的 LCD，多出來的 2 條線是背光電源線。因此，本設(shè)計 DS18B20 溫度傳感器作為溫度采集模塊。 方案二： 采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以避免 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。 溫度傳感器的選擇方案與論證 方案 一 ： 使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個電阻變化的分壓值，并進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。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 /后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。采用三線接口與 CPU進(jìn)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)。所以不采用此方案 。 時鐘芯片的選擇方案和論證 方案 一 ： 直接采用單片機(jī)定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。但是由于數(shù)碼管動態(tài)掃描需要借助74LS164 移位寄存器進(jìn)行移位，該芯片在電路調(diào)試時往往會有很多障礙，所以不采用 LED數(shù)碼管作為顯示。 廣西工學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的電子萬年歷 3 顯示模塊選擇方案和論證 方案 一 ： 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合 ,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi) ,且價格也相對較高 ,所以也不用此種作為顯示 。 第 2 章基于單片機(jī)萬年歷的方案研究 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 單片機(jī)芯片的選擇 本設(shè)計采用 STC89C52 芯片作為硬件核心，該芯片采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 8KB ROM 存儲空間 ,相對于本設(shè)計而言程序空間完全夠用。 中國電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告闡述了世界電子萬年歷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開創(chuàng)性地提出了 “新型電子萬年歷產(chǎn)業(yè) ” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個維度即 “以人為本 ”、 “科技創(chuàng)新 ”、 “環(huán)境友好 ”和 “面向未來 ”準(zhǔn)確地界定了 “新型電子萬年歷產(chǎn)業(yè) ” 及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵。 中國電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。近些年我國也開始重視對電子萬年歷的開發(fā)與設(shè)計，讓更多的電子時鐘能夠走進(jìn)人民生活，跟多人能夠應(yīng)用到功能強(qiáng)大，精度高的電子時 鐘。它可以對廣西工學(xué)院 2020屆畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的電子萬年歷 2 年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時，對于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒等信息，還具有時間校準(zhǔn)等功能。 國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平 諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時 電氣的自動啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。所有程序編寫完成后，在 Keil 軟件中進(jìn)行調(diào)試，確定沒有問題后， 燒寫到單片機(jī)上進(jìn)行測試 。此外，該電子萬年歷還具有時間校準(zhǔn)等功能。本電子萬年歷的設(shè)計在硬件方面主要采用 STC89C52 單片機(jī)作為主控核心，由 DS1302 時鐘芯片提供時鐘、1602LCD 液晶顯示屏顯示。而且要求設(shè)計的電子萬年歷在操作上力求簡潔，功能上盡量齊全，顯示界面也要出色。 課題意義 電子萬年歷作為電子類小產(chǎn)品不僅是市場上的寵兒，也是是單片機(jī)設(shè)計培訓(xùn)中一個很實(shí)用的題目。由其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶。為了在觀測時間的同時，能夠了解其它與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時