【正文】 T/C),片內(nèi) /外中斷，可編程串行 USART，有起始條件檢測(cè)器的通用 串行接口 ， 8 路 10 位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益的 ADC ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程 看門狗定時(shí)器 ，一個(gè) SPI 串行端口 ，以及六個(gè)可以通過(guò) 軟件 進(jìn)行選擇的省電模式。端口 A 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。 端口 B(PB7..PB0)為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。端口 B 也可以用做其他不同的特殊功能 . 端口 C(PC7..PC0) 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。如果 JTAG 接口 使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、 PC3(TMS)與 PC2(TCK)的上拉電阻被激活。 端口 D(PD7..PD0)為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。端口 D 也可以用做其他不同的特殊功能 . RESET 復(fù)位輸入 引腳 。持續(xù)時(shí)間小于門限間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。 XTAL2 反向振蕩放大器的輸出端。不使用 ADC 時(shí)，該 引 腳 應(yīng)直接與 VCC 連接。 AREF A/D 的模擬基準(zhǔn)輸入 引腳 。 3 162 液晶顯示屏介紹 162 液晶模塊是一種用 5x7點(diǎn)陣圖形來(lái)顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為 1 行 16 個(gè)字、 2 行 16 個(gè)字等 。表 1是液晶屏的引腳定義。 2 腳： VDD 接 5V 正電源 。 4 腳 :RS，數(shù)據(jù) /命令選擇端，即對(duì) 寄存器 進(jìn)行 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 。 6 腳 :E，使能信號(hào)，其實(shí)時(shí) 162的逐句控制時(shí)鐘信號(hào)，利用該信號(hào)的上升沿實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶屏的數(shù)據(jù)傳輸。 15 腳：背光陽(yáng)極。 第 7 頁(yè) （共 30 頁(yè)） 162 液晶顯示屏的指令說(shuō)明 162 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 162 液晶屏內(nèi)部模塊共有 11 條控制指令，如表 2所示。高電平表示有效，低電平則無(wú)效 指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 指令 10：寫數(shù)據(jù) 指令 11：讀數(shù)據(jù) 162 液晶顯示屏的時(shí)序 在 操作液晶屏，我們 應(yīng)該 對(duì) 它的工作時(shí)序 非常熟悉 ，這里介紹 了 162 液晶顯示屏的兩個(gè)寫時(shí)序：寫指令和寫入數(shù)據(jù)。 寫數(shù)據(jù)，即在液晶屏上實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)：需要把 RS 置為 高 電平， RW置為低電平，然后將數(shù)據(jù)送到 D0~D7，最后 E引腳一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)寫入。 當(dāng)然， 162提供了讀忙信號(hào)的方法： 當(dāng) RS 和 RW共同為低電平時(shí)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(shí)可以讀忙信號(hào) 。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字 符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符 。表 3 是液晶屏的 GROM 中的字符代碼與圖形對(duì)應(yīng)關(guān)系。 6 F V f v 0111 ’ 7 G W g w 1000 ( 8 H X h x 1001 ) 9 I Y i y 1010 * : J Z j Z 高 位 低 位 第 10頁(yè) （共 30 頁(yè)） 1011 + 。 l | 1101 = M ] m } 1110 . N ^ n → 1111 / ? O _ o ← 4 ds1302 芯片介紹 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 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(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和 RAM 數(shù)據(jù)。工作電壓寬達(dá)～ 。 DS1302 的外部引腳分配如圖 2 所示及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。 圖 2 引腳圖 圖 3 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 各引腳的功能為： 第 11頁(yè) （共 30 頁(yè)） Vcc1 ：主電源； Vcc2：備份電源。 SCLK：串行時(shí)鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出； I/O ：三線接口時(shí)的雙向數(shù)據(jù)線； CE ：輸入信號(hào)，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。 DS1302 有下列幾組寄存器： ① DS1302 有關(guān)日歷 、時(shí)間的寄存器共有 12 個(gè)，其中有 7 個(gè)寄存器（讀時(shí) 81h ～ 8Dh ，寫時(shí) 80h ～ 8Ch ），存放的數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼形式。當(dāng)為高時(shí)，選擇 12 小時(shí)模式。在 24 小時(shí)模式時(shí)，位 5 是第二個(gè) 10小時(shí)位。當(dāng)該位置為 1 時(shí)，時(shí) 鐘振蕩器停止， DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為 0 時(shí)，時(shí)鐘開(kāi)始運(yùn)行。在任何的對(duì)時(shí)鐘和 RAM 的寫操作之前， WP 位必須為 0 。 ② DS1302 有關(guān) RAM 的地址 DS1302 中附加 31 字節(jié)靜態(tài) RAM 的地址 見(jiàn)表 所示。 表 6 工作模式 工作模式寄存器 讀寄存器 寫寄存器 時(shí)鐘突發(fā)模式寄存器 CLOCK BURST BFh BEh RAM 突發(fā)模式寄存器 RAM BURST FFh FEh ④此外， DS1302 還有充電寄存器等。它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。 1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD ～ CK ～ WR 控制字（即地址及命令字節(jié)） 控制字的最高有效位（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。 控制字總是從最低位開(kāi)始輸出。同樣，在緊跟 8 位的控制字指令后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿，讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。 第 13頁(yè) （共 30 頁(yè)） 圖 4 數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序 5 仿真 軟件介紹 PROTUES 簡(jiǎn)介 Protues 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。它是目前最好的仿真 單片機(jī) 及外圍器件的工具。目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等 。 用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá)， LED，LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件?？梢苑抡?51 系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常用主流 單 第 14頁(yè) （共 30 頁(yè)） 片機(jī) 。配合 系統(tǒng)配置 的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Protues 建立了完備的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。 圖 5 PROTUES 界面圖 6 硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng) 所包含模塊： 主控芯片 ATmega1 LCD1602 液晶顯示模塊、獨(dú)立鍵盤模塊、指示燈電路、 DS1302 時(shí)鐘模塊、以及電源。 圖 6 ATmega16 LCD1602指示燈鍵盤電源 DS1302 第 15頁(yè) （共 30 頁(yè)） PROTUES 仿真圖 及電路原理圖 PROTUES仿真圖 電路原理圖 獨(dú)立鍵盤 該鍵盤 是三路獨(dú)立的按鍵回路，當(dāng) D 端口讀取的電平為高電平時(shí)不動(dòng)作，說(shuō)明沒(méi)有按鍵按下；當(dāng)任意 一個(gè)電路的按鍵按下時(shí)，該段口讀取的電平就為低電平執(zhí)行相應(yīng)的操作。 K2：按下此按鈕可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間地址的切換并且相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮；對(duì)應(yīng)鍵值為： 00001101。 圖 7 10k10k10k5VK1K2K3PD2PD1PD0 第 16頁(yè) （共 30 頁(yè)） 10k5VVDDVSSVEE 背光電壓顯示 電位器的中間分為兩路，一路接液晶的 Vee 端，另一路接單片機(jī) PA3 端。 模數(shù)轉(zhuǎn)換： AD轉(zhuǎn)換結(jié)果： ADC=Vin*1024/Vref ADC 多工選擇寄存器－ ADMUX 圖 8 圖 9 Bit 7:6 – REFS1:0: 參考電壓選擇 如 Table 83 所示，通過(guò)這幾位可以選擇參考電壓。如果在 AREF引腳上施加了外部參考電壓，內(nèi)部參考電壓就不能被選用了。 Bit 5 – ADLAR: ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果 左對(duì)齊 ADLAR影響 ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果在 ADC 數(shù)據(jù)寄存器中的存放形式。 ADLAR 的改變將立即影響 ADC 數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，不論是否有轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。 Bits 4:0 – MUX4:0: 模擬通道與增益選擇位 通過(guò)這幾位的設(shè)置，可以對(duì)連接到 ADC 的模擬輸入進(jìn)行選擇。如果在轉(zhuǎn)換過(guò)程中改變這幾位的值，那么只有到轉(zhuǎn)換結(jié)束(ADCSRA 寄存器的 ADIF 置位 )后新的設(shè)置才有效。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中關(guān)閉 ADC 將立即中止正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換。在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下， ADSC置位將啟動(dòng)首次轉(zhuǎn)換。第一次轉(zhuǎn)換執(zhí)行 ADC 初始化的工作。 ADSC 清零不產(chǎn)生任何動(dòng)作。觸發(fā)信號(hào)的上跳沿啟動(dòng) ADC 轉(zhuǎn)換。 第 18頁(yè) （共 30 頁(yè)） Bit 4 – ADIF: ADC 中斷標(biāo)志 在 ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束，且數(shù)據(jù)寄存器被更新后， ADIF置位。此外，還可以通過(guò)向此標(biāo)志寫 1 來(lái)清 ADIF。這也適用于 SBI 及 CBI 指令。 Bits 2:0 – ADPS2:0: ADC 預(yù)分頻器選擇位 由這幾位來(lái)確定 XTAL 與 ADC輸入時(shí)鐘之間的分頻因子。如果采用差分通道，結(jié)果由 2 的補(bǔ)碼形式表示。因此，如果轉(zhuǎn)換結(jié)果為左對(duì)齊，且要求的精度不高于 8 比特，那么僅需讀取 ADCH 就足夠了。 ADMUX 寄存器的 ADLAR 及 MUXn會(huì)影響轉(zhuǎn)換結(jié)果在數(shù)據(jù)寄存器中的表示方式。 第 19頁(yè) （共 30 頁(yè)） 指示燈電路 每路指示燈指示功能： PC0 路：秒 寄存器顯示 PC1 路：分 寄存器顯示 PC2 路：時(shí) 寄存器顯示 PC3 路： 日 寄存器顯示 PC4 路： 月 寄存器顯示 PC5 路： 星期 寄存器顯示 PC6 路： 年 寄存器顯示 PD4 路： 是否允許調(diào)節(jié)時(shí)間顯示 ，燈亮為允許。 VCC2為主電源，VCC1為輔助電源。 圖 14 單片機(jī)外圍電路 22pf 電容和 8MHz 晶振組成 振蕩電路，提供單片機(jī)正常工作頻率。 AVCC 是端口 A與 A/D 轉(zhuǎn)換器 的電源。 圖 15 7 軟件設(shè)計(jì) 在前面幾節(jié)中，我們了解了 ATmega16 單片機(jī)、 162液晶顯示屏與 ds1302 的接口設(shè)計(jì)以及液晶屏的 時(shí)序，那么這部分闡述的是單片機(jī)對(duì)液晶屏顯示和 ds1302 的驅(qū)動(dòng)控制。在做這個(gè)課題的時(shí)侯遇到了許多 困難，大部分通過(guò)查閱資料和看書(shū)以及研究別人成功的例子就能解決了，但少部分問(wèn)題任不能解決，通過(guò)老師和同學(xué)的幫助終于解決。 參考文獻(xiàn)： [1] HS1624液晶顯示使用說(shuō)明資料 . [2] DS1302_數(shù)據(jù)手冊(cè) . [3] ATmega16中文資料 . [4] Proteus中文入門教程 . [5] 賀敬凱 ,劉德新，管明祥 .單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與應(yīng)用。使用 獨(dú)立鍵盤設(shè)置或者調(diào)節(jié)時(shí)間。 2 個(gè) 22pf 的電容。 uchar f_dat[] = {ATMEGA16 DESIGN}。 //初始時(shí)間緩沖區(qū) 第 22頁(yè) （共 30 頁(yè)） uchar address=0x7e。 //切換時(shí)間標(biāo)志位 uchar n=0。 //定義中斷變量 uchar time[8] ={0x00}。 //定義年、月、日、星期顯示緩沖區(qū) int d[3]={0,0,0}。 us=us*5/4。ius。 } void delayms(uint ms) //1ms 延時(shí)函數(shù) { uint i,j。ims。j1141。 //1141 是 在 8MHz 晶振下，通過(guò)軟件仿真反復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)值 } /*******液晶屏判斷忙函數(shù) *********/ void lcd_busy() { uchar temp。 //定義 B 端口為輸入 rs=0。 //進(jìn)行讀操作 do { e=1。 //延時(shí) 1ms