【正文】 寄存器。 第15～16腳：空腳 DS1302 簡介1 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原理DS1302[1]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、周日、時、分、秒進(jìn)行計(jì)時，且具有閏年補(bǔ)償功能，～。當(dāng)RSRW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時可讀忙信號，：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 LCD1602簡介 圖11 LCM1602 LCM1602LCM1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中: 第1腳：VSS為地電源 第2腳：VDD接5V正電源 第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。　 設(shè)計(jì)中，我使用了1個發(fā)光二極管作為電源的指示。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能 量越多，則發(fā)出的光的波長越短。當(dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N 區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光?！　∷前雽?dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管， 在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。單片機(jī)上電后，ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號， ALE信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。（2）Pin29:PESN當(dāng)訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。圖9 AT89S51的PDIP封裝引腳圖 AT89S5140個引腳中， 4組8位共32個I/O口，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，現(xiàn)在對這些引腳的功能加以說明：（1）Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng)AT89S51通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)開始復(fù)位。圖6 按鍵電路 Key circuit3各硬件介紹 AT89S51的引腳說明AT89S51系列單片機(jī)中有PDIP，PLCC，TQFP多種封裝形式。圖5 RC復(fù)位電路 RC Reset Circuit 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號。因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。 圖4 時鐘電路 Clock circuit 復(fù)位電路 影響單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的因素可大體分為外因和內(nèi)因兩部分: （1）外因 射頻干擾，它是以空間電磁場的形式傳遞在機(jī)器內(nèi)部的導(dǎo)體（引線或零件引腳）感生出相應(yīng)的干擾，可通過電磁屏蔽和合理的布線/器件布局衰減該類干擾； 電源線或電源內(nèi)部產(chǎn)生的干擾，它是通過電源線或電源內(nèi)的部件耦合或直接傳導(dǎo)，可通過電源濾波、隔離等措施來衰減該類干擾 。 時鐘電路內(nèi)部時鐘電路如圖所示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩。圖3 DS1302電路 ds1302 circuit 分頻器電路分頻器電路將高頻方波信號經(jīng)分頻后得到1Hz的方波信號供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。 (2).方案二的總體設(shè)計(jì)框圖溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示，控制器采用單片機(jī)AT89S51，溫度傳感器采用DS18B20，用LCD1602顯示溫度 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 晶體振蕩器電路 晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768Hz的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。 方案二 (1).進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。液晶顯示效果出眾，可以運(yùn)用菜單項(xiàng)來方便操作，比較簡單，所以，最后選擇液晶顯示方案。圖1 單片機(jī)控制電路 SCM Control circuit 顯示部分的方案論證方案一：采用8段數(shù)碼管雖經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但操作比液晶顯示來說略顯繁瑣。在我們的這個設(shè)計(jì)中由于只涉及100年范圍內(nèi)，所以判斷是否閏年就只需要用該年份除4來判斷就行了。再用公式s＝v－1 +〔(y－1/4〕－〔(y－1/100〕+〔(y－1/400〕+ d計(jì)算當(dāng)前顯示日期是星期幾，當(dāng)調(diào)節(jié)日期時，星期自動的調(diào)整過來。先給出一般年份的每月天數(shù)。時間控制程序體現(xiàn)了年、月、日、時、分、秒及星期的計(jì)算方法。軟件控制程序主要有主控程序、電子萬年歷的時間控制程序、時間顯示及星期顯示程序等組成。硬件控制電路主要用了AT89S51芯片處理器、LCD顯示器等。但是，在控制與顯示的結(jié)合上有些復(fù)雜，顯示模組資源相對有限，而且單片機(jī)的穩(wěn)定性不是很高，而且就需要完成萬年歷這個不太復(fù)雜的設(shè)計(jì)可以不必用凌陽16位單片機(jī)來完成，采用51單片機(jī)既能夠?qū)崿F(xiàn)既定功能，成本也不高。這些都方便對設(shè)計(jì)進(jìn)行擴(kuò)展，使設(shè)計(jì)更加完善。I/O口功能也比較強(qiáng)大，方便使用。方案二：凌陽16位單片機(jī)有豐富的中斷源和時基。但是考慮到本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，EDA在功能擴(kuò)展上比較受局限，而且EDA占用的資源也相對多一些。1 設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)的功能： (1) 顯示日期功能（年、月、日、時、分、秒以及） (2) 可通過按鍵切換年、月、日及時、分、秒的顯示狀態(tài)(3) 可隨時調(diào)校年、月、日或時、分、秒(4) 可每次增減一進(jìn)行時間調(diào)節(jié)(5) 可動態(tài)完整顯示年份，實(shí)現(xiàn)真正的萬年歷顯示(6) 可顯示溫度2 方案論證與設(shè)計(jì) 方案一：可采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。因此，研究數(shù)字時鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義?？蓴U(kuò)展成為諸如定時自動報(bào)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電路。數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表。DS18B20。溫度傳感器。關(guān)鍵詞：單片機(jī)。系統(tǒng)通過LCD顯示數(shù)據(jù)，可以顯示日期（年、月、日、時、分、秒）以及溫度。本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))打印專用紙基于AT89S51單片機(jī)的電子時鐘（帶溫度顯示）設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)以數(shù)字集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)，單片機(jī)技術(shù)為核心。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，C語言編程。在內(nèi)容安排上首先描述系統(tǒng)硬件工作原理，著重介紹了各硬件接口技術(shù)和各個接口模塊的功能；其次，詳細(xì)的闡述了程序的各個模塊和實(shí)現(xiàn)過程。電子時鐘。DS1302。LCD1602基于AT89S51單片機(jī)的電子時鐘（帶溫度顯示）設(shè)計(jì)摘要 11 設(shè)計(jì)要求 22 方案論證與設(shè)計(jì) 2 用可編程邏輯器件設(shè)計(jì) 2 3 顯示部分的方案選擇 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 晶體振蕩器電路 ………………………………………………………………………………..3 分頻器電路 ………………………………………………………………………………..3 時間計(jì)數(shù)器電路 …………………………………………………………………………..3 時鐘電路 ……………………………………………………………………………………..4 復(fù)位電路 ……………………………………………………………………………………. 4………………………………………………………………………...4 按鍵部分………………………………………………………………………………………..5 根據(jù)各模塊的功能互相連接成電子時鐘的控制電路……………………………………53各硬件介紹 6 AT89S51的引腳說明 7 發(fā)光二極管指示電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………8 LCM1602簡介…………………………………………………………………………9 DS1302 簡介 104 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)所需的器材……………………………………………………………….115 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) 116 主程序流程圖 147 安裝制作 ……………………………………………………………………………….148 調(diào)試與檢測安全 ……………………………………………………………………….149結(jié)束語 15前言 電子時鐘是實(shí)現(xiàn)對年，月，日，時，分，秒數(shù)字顯示的計(jì)時裝置，廣泛用于個人家庭，車站， 碼頭，辦公室，銀行大廳等場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?。鐘表的?shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，在此基礎(chǔ)上完成的電子時鐘精度高，功能易于擴(kuò)展。所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。本設(shè)計(jì)就是數(shù)字時鐘簡單的擴(kuò)展應(yīng)用。設(shè)計(jì)起來結(jié)構(gòu)清晰，各個模塊，從硬件上設(shè)計(jì)起來相對簡單，控制與顯示的模塊間的連接也會比較方便。從成本上來講，用可編程邏輯器件來設(shè)計(jì)也沒有什么優(yōu)勢。它的準(zhǔn)確度相當(dāng)高，并且C語言和匯編兼容的編程環(huán)境也很方便來實(shí)現(xiàn)一些遞歸調(diào)用。用凌陽16位單片機(jī)做控制器最有特色的就是它的可編程音頻處理，可完成語音的錄制播放和識別。成本也相對低一些。綜合考慮最后選擇用51單片機(jī)來作為中心控制器件。根據(jù)各自芯片的功能互相連接成電子萬年歷的控制電路。主控程序中對整個程序進(jìn)行控制，進(jìn)行了初始化程序及計(jì)數(shù)器、還有鍵盤功能程序、以及顯示程序等工作，時間控制程序是電子萬年歷中比較重要的部分。時間控制程序主要是定時器0計(jì)時中斷程序每隔10ms中斷一次當(dāng)作一個計(jì)數(shù)，每中斷一次則計(jì)數(shù)加1，當(dāng)計(jì)數(shù)100次時，則表示1秒到了，秒變量加1，同理再判斷是否1分鐘到了，再判斷是否1小時到了，再判斷是否1天到了，再判斷是否1月到了，再判斷是否1年到了，若計(jì)數(shù)到了則相關(guān)變量清除0。如果是閏年，第二個月天數(shù)不為28天，而是29天。閏年的判斷規(guī)則為，如果該年份是4或100的整數(shù)倍或者是400的整數(shù)倍，則為閏年；否則為非閏年。溫度的顯示主要是靠ds18b20采集現(xiàn)在的溫度數(shù)據(jù)，CPU讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，當(dāng)各自的條件得不到滿足時，對應(yīng)的顯示器狀態(tài)就不發(fā)生改變，只是在滿足條件的情況下，顯示器的狀態(tài)才變化。方案二：液晶顯示方式。圖2 液晶顯示電路 lcm1602 circuit由于本設(shè)計(jì)是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡單，故采用了方案二。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體蕩器電路。 時間計(jì)數(shù)器電路 時間計(jì)數(shù)電路由秒個位和秒十位計(jì)數(shù)器，分個位和分十位計(jì)數(shù)器及時個位和時十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個位和秒十位計(jì)數(shù)器，分個位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，時個位和時十位計(jì)數(shù)器為12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。定時元件通常石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路，晶體振蕩器選擇12MHZ，電容采用30PF。（2）內(nèi)因 振蕩源的穩(wěn)定性，主要由起振時間頻率穩(wěn)定度和占空比穩(wěn)定度決定 起振時間可由電路參數(shù)整定穩(wěn)定度受振蕩器類型溫度和電壓等參數(shù)影響復(fù)位電路的可靠性。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。但單片機(jī)本身是不能自動進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復(fù)位信號，以防電源開 關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。 按鍵部分本設(shè)計(jì)總的用了四個按扭開關(guān)作為鍵盤，其中一個是復(fù)位鍵，另三個中的其中兩個是調(diào)整時間增加、減少的鍵，第三個是切換年、月、日及時、分、秒的顯示狀態(tài)并在所切換的顯示狀態(tài)下配合加減兩個鍵調(diào)整時間。本設(shè)計(jì)采用的是PDIP封裝40管腳的單片機(jī)，各引腳如圖22所示。而RESET由高電平下降為低電平后，