【正文】 2的秒值寫(xiě)入允許時(shí)鐘芯片關(guān)閉N寫(xiě)入初始化時(shí)間寫(xiě)入禁止獲取時(shí)鐘芯片的時(shí)間時(shí)間、日期數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為液晶字符顯示YNY 圖45 DS1302時(shí)鐘程序流程圖在程序中定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體，用來(lái)存儲(chǔ)秒、分、時(shí)、星期、日、月、年信息，對(duì)DS1302的寄存器地址進(jìn)行了聲明，方便在編程時(shí)使用，依據(jù)DS1302讀寫(xiě)單字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)序圖編寫(xiě)實(shí)時(shí)時(shí)鐘讀寫(xiě)一個(gè)字節(jié)的函數(shù)，依據(jù)DS1302讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)序圖編寫(xiě)向DS1302某地址寫(xiě)入數(shù)據(jù)和從DS1302某地址讀出數(shù)據(jù)的函數(shù)，從DS1302某地址讀出數(shù)據(jù)可以獲取時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘數(shù)據(jù)到自定義的結(jié)構(gòu)型數(shù)組中，這樣單片機(jī)就可以實(shí)時(shí)的從DS1302獲取時(shí)間了，向DS1302某地址寫(xiě)入數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)DS1302進(jìn)行時(shí)間的初始化和修改操作。數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序如圖44所示：圖44 DS1302的讀寫(xiě)時(shí)序突發(fā)模式下，可以一次性讀出所有日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302 的數(shù)據(jù)輸入輸出：向DS1302 寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)在控制字節(jié)輸入后的下一個(gè)SCLK周期的上升沿被寫(xiě)入，多余的SCLK將被忽略。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥，～RST必須保持低電平。當(dāng)為～RST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。輸入的數(shù)據(jù)中，前4位為高虛擬位，中間10位為D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，最后2位為低于LSB的位即零[11]。DIN輸入的12位數(shù)據(jù)中，前10位為T(mén)LC5615輸入的D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，且輸入時(shí)高位在前，低位在后，后兩位必須寫(xiě)入數(shù)值為零的低于LSB的位，因?yàn)門(mén)LC5615的DAC輸入鎖存器為12位寬。 串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLC5615的使用有兩種方式，即級(jí)聯(lián)方式和非級(jí)聯(lián)方式。由此要想串行輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件：第一時(shí)鐘SCLK的有效跳變；第二片選CS為低電平。輸入時(shí)SCLK的上升沿把串行輸入數(shù)據(jù)DIN移入內(nèi)部的16位移位寄存器，SCLK的下降沿輸出串行數(shù)據(jù)DOUT，片選CS的上升沿把數(shù)據(jù)傳送至DAC寄存器。在主函數(shù)中調(diào)用鍵盤(pán)掃描函數(shù)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，判斷返回鍵值，若返回值不為1，證明右鍵按下，在某一個(gè)數(shù)碼管上顯示鍵值，若返回值為1，證明沒(méi)有鍵按下，顯示先前按下的按鍵鍵值。 矩陣式鍵盤(pán)的按鍵編碼處理：將行線(xiàn)和列線(xiàn)依次進(jìn)行數(shù)值編碼，然后進(jìn)行一定規(guī)則的運(yùn)算，就是對(duì)鍵值的編碼。在確定某根行線(xiàn)位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線(xiàn)的電平狀態(tài)。 判斷閉合鍵所在的位置：在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線(xiàn)與4根行線(xiàn)相交叉的4個(gè)按鍵之中。下面分別介紹以上各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)。注意：除第一章緒論外，其他每一章都應(yīng)該有一個(gè)本章小結(jié)第4章 總體設(shè)計(jì) 整體程序設(shè)計(jì)軟件部分主要包括數(shù)碼管程序、鍵盤(pán)程序、AD程序、DA程序、DS1302時(shí)鐘程序、DS18b20溫度傳感器程序、串行通信程序、顯示程序和其他簡(jiǎn)單模塊程序[10]。如圖319所示，Q1導(dǎo)通，Q1的發(fā)射極與集電極導(dǎo)通，將發(fā)射極下拉為低電平，蜂鳴器兩端出現(xiàn)電位差，蜂鳴器發(fā)聲；，Q1不導(dǎo)通，蜂鳴器兩端沒(méi)有電流流過(guò)，蜂鳴器不發(fā)聲。 ATMEGA8L的引腳配置如下圖316所示： 圖316 ATMEGA8L的引腳配置圖下載器模塊原理圖如圖317所示：圖317下載器模塊原理圖下載器模塊實(shí)現(xiàn)將USB信號(hào)轉(zhuǎn)換為能通過(guò)SPI協(xié)議傳輸?shù)男盘?hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的編程。ATmega8有如下特點(diǎn)：8K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash(具有同時(shí)讀寫(xiě)的能力，即 RWW)，512 字節(jié) EEPROM，1K 字節(jié) SRAM，32個(gè)通用I/O口線(xiàn)，32 個(gè)通用工作寄存器，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 (T/C)， 片內(nèi) / 外中斷，可編程串行 USART，面向字節(jié)的兩線(xiàn)串行接口，10 位6 路(8 路為 TQFP與MLF 封裝)ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門(mén)狗定時(shí)器，一個(gè)SPI 串行端口，以及五種可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇的省電模式。 下載器模塊ATmega8是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。LCD12864的并行接口見(jiàn)表33：表33 LCD12864的并行接口管腳號(hào)管腳名稱(chēng)電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC+5V電源正3V0對(duì)比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”，表示DB7——DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”，表示DB7——DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”，E=“H”，數(shù)據(jù)被讀到DB7——DB0R/W=“L”，E=“H→L”， DB7——DB0的數(shù)據(jù)被寫(xiě)到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號(hào)7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（見(jiàn)注釋1）16NC空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效（見(jiàn)注釋2）18VOUTLCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）（見(jiàn)注釋3）20KVSS背光源負(fù)端（見(jiàn)注釋3）RS，R/W的配合決定的4種模式見(jiàn)表34：表34 RS、R/W決定的控制模式RSR/W功能說(shuō)明LLMPU寫(xiě)指令到指令暫存器（IR）LH讀出忙標(biāo)志（BF）及地址記數(shù)器（AC）的狀態(tài)HLMPU寫(xiě)入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR）HHMPU從數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)據(jù)E信號(hào)的狀態(tài)產(chǎn)生的動(dòng)作見(jiàn)表35：表35 E信號(hào)的狀態(tài)產(chǎn)生的動(dòng)作E狀態(tài)執(zhí)行動(dòng)作結(jié)果高——低I/O緩沖——DR配合/W進(jìn)行寫(xiě)數(shù)據(jù)或指令高DR——I/O緩沖配合R進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令低/低——高無(wú)動(dòng)作3V低電平工作時(shí)，只需一個(gè)20K的電阻與Vo的地相接。3．LCD12864模塊(1) LCD12864簡(jiǎn)介：LCD12864漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊可以顯示漢字、圖形、ASCⅡ碼和自定義字形，內(nèi)置8192個(gè)16*16的中文漢字、128個(gè)8*16字符、以及64*256點(diǎn)陣顯示RAM，控制器為ST7920，具有串/并接口方式，其內(nèi)部含有中文字庫(kù)，LCD12864顯示屏為128*64點(diǎn)陣，可顯示4行，每行8個(gè)字，模塊內(nèi)含有多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫(huà)面移位、自定義字符、反白、清除、關(guān)閉顯示和睡眠模式等，可方便地對(duì)模塊進(jìn)行控制。2．LCD1602模塊(1) LCD1602簡(jiǎn)介：LCD1602點(diǎn)陣字符液晶模塊是由點(diǎn)陣字符液晶顯示器件和專(zhuān)用的行列驅(qū)動(dòng)器，控制器及必要的連接件，結(jié)構(gòu)件裝配而成，可以顯示數(shù)字和英文字符。ADP對(duì)應(yīng)八段數(shù)碼管的各段，當(dāng)ADP中有低電平輸出時(shí)，被低電平片選中的數(shù)碼管的相應(yīng)段點(diǎn)亮。MAX485模塊的原理圖如圖312所示：圖312 MAX485模塊原理圖、分別為接收輸出線(xiàn)、發(fā)送輸入線(xiàn)、發(fā)送/接收使能信號(hào)線(xiàn)。只需要一個(gè)信號(hào)控制MAX485的接收和發(fā)送即可。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可；/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平的功能。由此可見(jiàn)，RS485協(xié)議正是針對(duì)遠(yuǎn)距離、高靈敏度、多點(diǎn)通訊制定的標(biāo)準(zhǔn)。它采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸； km；最大可連接32個(gè)驅(qū)動(dòng)器和收發(fā)器；接收器最小靈敏度可達(dá)177。新的串行通訊接口標(biāo)準(zhǔn)RS449被制定出來(lái)，與之相對(duì)應(yīng)的是RS485的電氣標(biāo)準(zhǔn)。、分別為發(fā)送線(xiàn)、接收線(xiàn)，另外單片機(jī)要與MAX232共地。15腳DNG、16腳VCC（+5V）。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由6腳和4只電容構(gòu)成。是PC機(jī)與單片機(jī)串口進(jìn)行通訊的電平轉(zhuǎn)換芯片。MAX232芯片可完成TTL←→RS232雙向電平轉(zhuǎn)換。RS232與TTL電路之間需要進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。 串行通信模塊1．RS232串行通信模塊RS232是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。本文采用的是3腳PR35封裝，其具有以下特點(diǎn)：采用了單總線(xiàn)技術(shù)，傳感器直接以二進(jìn)制輸出被測(cè)溫度，可通過(guò)串行口線(xiàn)，也可與單機(jī)通過(guò)I/O 口連接；測(cè)量溫度范圍為： 55℃～+125℃，測(cè)量精度高達(dá)+℃；內(nèi)含寄生電源，在兩線(xiàn)方式下可通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)提供寄生電源，而不需要再單獨(dú)供電；轉(zhuǎn)換時(shí)間在分辨率為12位（℃）時(shí)最大為750ms；用戶(hù)可分別對(duì)每個(gè)器件設(shè)定溫度上下限；DS18B20 在使用時(shí)不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)；電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；每個(gè)DSl8B20 器件對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的64 位長(zhǎng)的序號(hào)，該序號(hào)值存放ROM中，可通過(guò)序號(hào)匹配實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。DS1302的晶振引腳連接32768HZ的晶振。只有在SCL K為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。如果在傳送過(guò)程中置RST為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且I/ O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。RST輸入有兩種功能：RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；RST提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端(雙向)，SCL K為時(shí)鐘輸入端。當(dāng)Vcc2低于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1 供電。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。DS1302 的引腳如圖36所示：圖36 DS1302引腳圖Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31*8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。 DS1302時(shí)鐘模塊1．DS1302簡(jiǎn)介DS1302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、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，～。 2．硬件實(shí)現(xiàn)DA模塊的原理圖如圖35所示：圖35 DA模塊原理圖、分別為片選信號(hào)線(xiàn)、時(shí)鐘信號(hào)線(xiàn)、數(shù)據(jù)輸入信號(hào)線(xiàn)。主要性能指標(biāo)有：10位CMOS電壓輸出；5V單電源供電；與CPU三線(xiàn)串行接口；最大輸出電壓可達(dá)基準(zhǔn)電壓的二倍；輸出電壓具有和基準(zhǔn)電壓相同極性；；內(nèi)部上電復(fù)位；低功耗。帶有上電復(fù)位功能，即把DAC寄存器復(fù)位至全零。這樣，一個(gè)端口（如P2口）就可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線(xiàn)用于鍵盤(pán)多出了一倍，而且線(xiàn)數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線(xiàn)就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤(pán)，而直接用端口線(xiàn)則只能多出一鍵（9鍵），在需要的按鍵數(shù)較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤(pán)是合理的[4]。原理圖如圖32所示： 圖32 51單片機(jī)主控制模塊原理圖采用按鍵復(fù)位方式，選取晶振為12MHZ，系統(tǒng)機(jī)器周期為1us[3]。硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖31所示： 51單片機(jī)主控制模塊流水燈模塊蜂鳴器模塊AD模塊數(shù)碼管模塊LCD12864模塊LCD1602模塊MAX23222模塊鍵盤(pán)模塊DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊測(cè)溫模塊圖31 總體硬件結(jié)構(gòu)框圖硬件結(jié)構(gòu)框圖參考附錄圖D1。 本章小結(jié)本章主要注意單片機(jī)原理應(yīng)用，對(duì)于單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)要有正確的規(guī)劃，考慮到影響系統(tǒng)工作的各種外在因素，還應(yīng)注意系統(tǒng)整體運(yùn)行時(shí)的流暢性與可調(diào)節(jié)性。驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，系統(tǒng)工作不可靠，可通過(guò)增設(shè)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力或減少芯片功耗來(lái)降低總線(xiàn)負(fù)載； (7)盡量朝“單片”方向設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)。但必須注意，由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能，一般響應(yīng)時(shí)間比硬件實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)，且占用CPU時(shí)間；(4)系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能做到性能匹配。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)；(2)系統(tǒng)擴(kuò)展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿(mǎn)足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)； (3)硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。其中以S51單片機(jī)作為核心控制器；鍵盤(pán)模塊用來(lái)向單片機(jī)輸入特定編碼的信息；AD模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換；DA模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)DA轉(zhuǎn)換；DS1302時(shí)鐘模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘；測(cè)溫模塊用來(lái)測(cè)量環(huán)境溫度；RS232模塊和RS4