【正文】 unsigned char sbit DS1302_CLK = P1^7。 LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生內(nèi)存（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“ A”。 按鍵有 6 個(gè)，分別實(shí) 現(xiàn)為時(shí)間調(diào)整鍵、時(shí)間增加，時(shí)間減少、時(shí)間確認(rèn)按鍵、復(fù)位鍵、鬧鈴時(shí)間設(shè)置鍵。按鍵均采用低電平有效連接方式。 DS18B20 測(cè)溫原理 在正常測(cè)溫情況下， DS1820 的測(cè)溫分辨力為 ℃，可采用下述方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果：首先用 DS1820 提供的讀暫存器指令（ BEH）讀出以 ℃為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位（ LSB），得到所測(cè)實(shí)際溫度的整數(shù)部分 Tz，然后再用 BEH 指令取計(jì)數(shù)器 1 的計(jì)數(shù)剩余值 Cs 和每度計(jì)數(shù)值 CD。第六、七、八個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算 .DS18B20 它具有 3引腳 TO－ 92小體積封裝形式，溫度測(cè)量范圍為－ 55℃～＋ 125℃，可編程為 9 位～ 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá) ℃，被 測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)到 3根或 2 根線上， CPU 只需一根端口線就能與多個(gè) DS18B20 通信，占用微處理器的 端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。暫存存儲(chǔ)器包含了 8 個(gè)連續(xù)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)是測(cè)得的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個(gè)字節(jié)是溫度的高八位。 DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需三根 I/O線：復(fù)位（ RST）、 I/O 數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘（ SCLK）。 DS1302 時(shí)鐘電路 DS1302 內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，可以通過(guò)串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。 復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)放大器與 作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。 51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。當(dāng)需要設(shè)置鬧鐘或調(diào)整時(shí)間時(shí)，又檢測(cè)按鍵是否按下，以便對(duì)時(shí)間進(jìn)行修正、設(shè)置鬧鐘時(shí)間，最后進(jìn)入循環(huán)。 當(dāng) 單片機(jī)上電，單片機(jī)就初始化。 系統(tǒng)總體方案論證： 綜上所述 ，該系統(tǒng) 用主芯片為 AT89C51 的單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)，為了滿足單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制的需求，采用實(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302，使用獨(dú)立式 按鍵進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整和定時(shí)，溫度傳感器使用 DS18B20。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)需要的鍵盤比較少，所以采用獨(dú)立式的應(yīng)用中， 當(dāng)然 需要解決鍵盤消抖的問(wèn)題，一般使用的是軟件消抖的方法。 采用陣列式鍵 盤 。 采用獨(dú)立式按鍵電路 ， 每個(gè)鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線，每個(gè) I/O 口的工作狀態(tài)互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。 幾個(gè)按鍵可以對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置調(diào)節(jié)，并調(diào)節(jié)設(shè)置鬧鈴，當(dāng)時(shí)間與設(shè)置的時(shí)間一致是鬧鈴報(bào)警，即蜂鳴器響。 方案二： 采用 獨(dú)立按鍵 ， 按鍵均采用低電平有效連接方式。 鍵盤接口模塊 ： 方案一： DS1302 必須設(shè)定初始時(shí)間才能正常工作，顧本系統(tǒng)必須有初始時(shí)間輸入電路。另外， l602 芯片編程和電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單， 1602 液晶顯示器 有 微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn) 。 方案二： 采用液晶顯示器 LCD1602 作為 顯示 輸出。但是由于它工作電流較大、不能顯示漢字，顯示的信息量有限，若在此題目中應(yīng)用就會(huì)受到很大的限制。 顯示模塊選擇： 方案一： 使用多個(gè)數(shù)碼管 LED 顯示。 DS18B20 測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化，便于單片機(jī)處理及控制，單總線的數(shù)據(jù)傳輸，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以做得較為緊湊 。 方案二： 采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20。對(duì)于檢測(cè)到的溫度的精確度不能夠得到保證。 測(cè)溫模塊選擇 ： 方案一：可以采用熱敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量，可滿足 40 攝氏度至 90 攝氏度測(cè)量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差。而用專用時(shí)鐘芯片可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確記時(shí)。 采用 DS1302 可以 提高計(jì)時(shí)精度，更重要的就是DS1302 可以在很小的后備電源下繼續(xù)計(jì)時(shí)，并可編程選擇充電電流來(lái)對(duì)后備電源進(jìn)行充電，可以保證后備電源基本不耗電。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò) AM/PM 標(biāo)志位決定采用 24 或 12 小時(shí)時(shí)間格式。 方案二：采用 DS1302 時(shí)鐘芯片。 采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。通過(guò)計(jì)算可知，使定時(shí)器每 25ms 產(chǎn)生一次中斷，當(dāng)產(chǎn)生 40 次中斷后秒單元將加一，以此類推，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的走時(shí)，并加以顯示。 時(shí)鐘模塊選擇 方案一： 由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能 。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案 ，相較于方案一為更優(yōu)方案。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中 。 AT89C51 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。但這種實(shí)現(xiàn)方法可靠性差、控制精度低，靈活性小、線路復(fù)雜、安裝調(diào)試 不方便，而且不方便實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)展。 主控模塊選擇 方案一： 純硬件電路系統(tǒng)，各功能采用分離的硬件電路模塊實(shí)現(xiàn)。 二、 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 方案 設(shè)計(jì)與論證 按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能要求，本時(shí)鐘溫度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須采用單片機(jī)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，用單片機(jī)的自動(dòng)控制能力配合按鍵控制，來(lái)控制時(shí)鐘、溫度的存儲(chǔ)和查詢及顯示。 、時(shí)間，具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，具有鬧鈴設(shè)置功能。 主要功能要求 : 24h 計(jì)數(shù)方式。 “ 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) ” 課程設(shè)計(jì) 報(bào)告 設(shè)計(jì)課題： 電子系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 多功能數(shù)字時(shí)鐘 一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)任務(wù)：本項(xiàng)目擬設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘和數(shù)字溫度計(jì)，并將時(shí)間和溫度顯示在液晶顯示器上。 根據(jù)主要功能要求，該設(shè)計(jì)利用51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了電子時(shí)鐘、溫度的顯示以及設(shè)置鬧鈴等功能。 ：年、月、日、時(shí)、分、秒。，溫度顯示穩(wěn)定。 按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能要求，初步確定系統(tǒng)由主控 單元、時(shí)鐘模塊、測(cè)溫模塊、顯示模塊、鍵盤接口模塊共五個(gè)模塊組成。用時(shí)序邏輯電路實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能，用 555 定時(shí)器實(shí)現(xiàn)鬧鐘的設(shè)定。 方案 二： AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次 。 單片機(jī) AT89S51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要 。故選擇此方案。 單片機(jī)內(nèi)部具有定時(shí)器，可方便實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。但由于系統(tǒng)晶振誤差、溫漂、中斷響應(yīng)時(shí)間的不確定性及定時(shí)器重新裝載時(shí)間常數(shù)所帶來(lái)的誤差，決定它不能用來(lái)作為時(shí)鐘的時(shí)間基準(zhǔn)。所以不采用此方案。該芯片 內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，可以通過(guò)串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通 信。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步 串行的方式進(jìn)行通信，僅需三根 I/O 線：復(fù)位（ RST）、 I/O 數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘（ SCLK）。 比較兩種方案，用軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘固然可以，但是程序運(yùn)行需占用大量 的 CPU 資源，會(huì)影響記時(shí)的準(zhǔn)確度。 故 采用專用時(shí)鐘芯片 DS1302 來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能，即選擇方案二。且由于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部元件支持，且硬件電路復(fù)雜，制作成本相對(duì)較高。 故不作選擇。它能直接讀出 被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式 。 故采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，即方案二。 LED 數(shù)碼管是利用二極管發(fā)光顯示數(shù)字和字母，具有亮度大、接口設(shè)計(jì)比較容易，價(jià)格相對(duì)較便宜等優(yōu)點(diǎn)。 將導(dǎo)致硬件電路復(fù)雜化，也會(huì)占用較多的線路板面積，也會(huì)給軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上帶來(lái)困難，并且整個(gè)電路的功耗也會(huì)較大。 該芯片可顯示16 2 個(gè)字符，可顯示字符較多。 系統(tǒng)采用方案二，設(shè)計(jì)選用 1062 液晶板?？梢钥紤]通過(guò) PC 機(jī)通過(guò)串口通訊將初始時(shí) 間數(shù)據(jù)送入單片機(jī)內(nèi)部，但這給時(shí)間的調(diào)整帶來(lái)一定不便，不能隨時(shí)隨地的調(diào)整時(shí)間。 用來(lái)用作調(diào)節(jié)時(shí)鐘以及鬧鈴 。鍵盤接口是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最 常用的接口之一，鍵盤的類型很多，常用的有獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。但是當(dāng)按鍵較多時(shí)占用單片機(jī)的 I/O 數(shù)目較多。 此類鍵盤是采用行列掃描方式，當(dāng)按鍵較多時(shí)可以降低占用單片機(jī)的 I/O 口數(shù)目。 由于本系統(tǒng)所使用的按鍵不多（ 4 個(gè)按鍵足以滿足設(shè)置要求）因此采用 1*4 鍵盤，采用獨(dú)立式按鍵電路。顯示時(shí)間和溫度 使用 LCD1602 顯示。單片機(jī)接收并處理來(lái)自 DS18B20 傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)在液晶上顯示當(dāng)時(shí)的室內(nèi)溫度，液晶還顯示當(dāng)前的時(shí)間，日期。 如下圖： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 三、單元電路分析與設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST 通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng) 復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是按鍵手動(dòng)復(fù)位電路，高電平時(shí)復(fù)位。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可 自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò) AM/PM 標(biāo)志位決定采用 24 或 12 小時(shí)時(shí)間格式。 DS18B20溫度計(jì)電路 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的 E2PPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、 T 和結(jié)構(gòu)寄存器。第 三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是 TH、 TL 的易失性拷貝，第五個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新。以上特點(diǎn)使DS18B20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。考慮到 DS1820測(cè)量溫度的整數(shù)部分以 ℃、 ℃為進(jìn)位界限的 關(guān)系，實(shí)際溫度 Ts 可用下式計(jì)算： Ts=（ ℃） +(CDCs)/CD 獨(dú)立按鍵用來(lái)用作調(diào)節(jié)時(shí)鐘以及鬧鈴。幾個(gè)按鍵可以對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置調(diào)節(jié)，并調(diào)節(jié)設(shè)置鬧鈴，當(dāng)時(shí)間與設(shè)置的時(shí)間一致是鬧鈴報(bào)警，即蜂鳴器響。 LCD1602 液晶顯示器屬于工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02即 32 個(gè)字符（ 2 行 16 列）。 LCD1602 與單片機(jī)之間通過(guò) 3 根控制線和 8 位并行數(shù)據(jù) IO 線實(shí)現(xiàn)交互，電路 下 圖所示。 //實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)鐘線引腳 sbit DS1302_IO = P1^6。 //實(shí)時(shí)時(shí)鐘復(fù)位線引腳 sbit wireless_1 = P3^0。 sbit wireless_3 = P3^2。 sbit beep=P3^4。 sbit ACC7 = ACC^7。 sbit Set = P2^0。 //加法按鈕 sbit Down = P2^2。 //立刻跳出調(diào)整模式按鈕 sbit DQ = P1^0。 char done,count,temp,flag,up_flag,down_flag,key。 //溫度值 uchar m,f,h,mo,d,y,w,kaiguan,h=12,f=30。 void naotime()。 uchar code lon[]={9,3,12,12,12,24,9,3,12,12,12,24, 9,3,12,12,12,12,12,9,3,12,12,12,24,0}。 for(x=z。x) for(y=110。y)。 for(m=0。m++) { for(i=0。i++) { beep=~beep。jtone[k]/3。 } delay(10)。 } } void show_time()。 LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38)。 LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR)。 //清屏 LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE)。 //定義的時(shí)間類型 SYSTEMTIME CurrentTi