自行車測速儀的設計畢業(yè)論文

1、武漢工程大學郵電與信息工程學院武漢工程大學郵電與信息工程學院 畢業(yè)設計（論文）畢業(yè)設計（論文） 自行車測速儀的設計自行車測速儀的設計 design of the bicycle speedometer 學生姓名 * 學 號 * 專業(yè)班級 * 指導教師 * 2013 年年 5 月月 作者聲明作者聲明 本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究 成果，除了文中特別加以標注的地方外，沒有任何剽竊、抄襲、造假等違反學術 道德、學術規(guī)范的行為，也沒有侵犯任何其他人或組織的科研成果及專利。與我 一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了 謝意。如本畢業(yè)設

2、計（論文）引起的法律結果完全由本人承擔。 畢業(yè)設計（論文）成果歸武漢工程大學郵電與信息工程學院所有。 特此聲明。 作者專業(yè)： 作者學號： 作者簽名： 年 月 日 摘摘 要要 隨著居民生活水平的不斷提高，自行車不再僅僅是普通的運輸、代步的工具， 而是成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選。自行車測速儀能夠滿足人們最基本的需 求，讓人們能清楚地知道當前的速度、里程、時間、溫度等物理量。本論文主要 闡述一種基于霍爾元件的自行車測速儀的設計。 本文以stc89c54rd+單片機為核心，霍爾傳感器測轉(zhuǎn)數(shù)，實現(xiàn)對自行車里 程、速度、時間、溫度的測量統(tǒng)計，能將自行車的里程及速度用lcd實時顯示。 文章詳細介紹了自行

3、車測速儀的硬件電路和軟件設計。硬件部分利用霍爾元件將 自行車每轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)傳入單片機系統(tǒng)，然后單片機系統(tǒng)將信號經(jīng)過處理送 lcd顯示。軟件部分用c語言進行編程，采用模塊化設計思想。該系統(tǒng)硬件電路 簡單，子程序具有通用性，已達到設計目標。 關鍵詞關鍵詞：速度；溫度；霍爾元件；單片機 目目 錄錄 第第 1 章章 緒論緒論.1 1.1 國內(nèi)外自行車測速儀的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢.1 1.2 本論文的研究內(nèi)容.2 第第 2 章章 自行車測速儀的總體設計方案自行車測速儀的總體設計方案.4 2.1 單片機選型.4 2.1.1 單片機介紹.4 2.1.2 單片機性能比較.4 2.1.3 最終方案.5 2.2 測速

4、傳感器選型.5 2.2.1 測速傳感器的介紹.5 2.2.2 測速傳感器的比較.6 2.2.3 最終結論.6 2.3 溫度傳感器選型.7 2.3.1 溫度傳感器介紹.7 2.3.2 溫度傳感器性能比較.8 2.3.3 最終方案.9 2.4 顯示器選型.9 2.4.1 顯示器介紹.10 2.4.2 顯示器性能.10 2.4.3 最終方案.11 2.5 時鐘芯片的選型.12 第第 3 章章 硬件設計硬件設計.13 3.1 單片機外圍電路.13 3.1.1 單片機的介紹.13 3.1.2 單片機外圍電路圖.15 3.2 速度模塊的設計.15 3.2.1 霍爾元件的介紹.16 3.2.2 霍爾傳感器硬

5、件電路圖.17 3.3 溫度模塊的設計.18 3.3.1 溫度傳感器的介紹.18 3.3.2 ds18b20 硬件電路圖.21 3.4 時鐘模塊的設計.22 3.4.1 時鐘芯片的介紹.22 3.4.2 ds1302 硬件電路圖.25 3.5 顯示模塊的設計.25 3.5.1 lcd 芯片介紹.26 3.5.2 lcd 硬件電路圖.27 第第 4 章章 軟件設計軟件設計.28 4.1 主程序設計.28 4.2 計算速度里程程序設計.29 4.3 溫度顯示程序設計.30 4.4 時鐘芯片程序設計.30 4.5 lcd1602 軟件設計.32 4.5.1 lcd1602 時序介紹.32 4.5.2

6、 lcd1602 具體軟件設計.33 第第 5 章章 測試測試.35 5.1 proteus 及 keil 軟件簡介.35 5.1.1 proteus 軟件.35 5.1.2 keil 軟件.35 5.2 應用 keil 軟件進行程序調(diào)試.36 5.3 proteus 軟件仿真.36 5.4 硬件軟件聯(lián)合調(diào)試.37 5.4.1 聯(lián)調(diào)步驟.37 5.4.2 硬件靜態(tài)調(diào)試.38 第第 6 章章 結論與展望結論與展望.40 致謝致謝.41 參考文獻參考文獻.42 附錄附錄 1 protreus 仿真圖仿真圖.43 附錄附錄 2 源程序源程序.44 第第 1 章章 緒論緒論 自行車被發(fā)明及使用到現(xiàn)在已

7、有兩百多年的歷史，這兩百年間人類在不斷的 嘗試與研發(fā)過程中，將玩具式的木馬車轉(zhuǎn)換到今日各式新穎休閑運動自行車，自 行車發(fā)展的目的也從最早的交通代步的工具轉(zhuǎn)換成休閑娛樂運動的用途。隨著居 民生活水平的不斷提高，自行車不再僅僅是普通的運輸、代步的工具，而是成為 人們娛樂、休閑、鍛煉的首選。因此，人們希望自行車的功用更強大，能給人們 帶來更多的方便。自行車里程速度表作為自行車的一大輔助工具也正是隨著這個 要求而迅速發(fā)展的，其功能也逐漸從單一的里程顯示發(fā)展到速度、時間顯示，甚 至有的還具有測量騎車人的心跳、顯示騎車人熱量消耗等功能。本設計采用了 stc89c54rd+系列單片機設計一種體積小、操作簡單

8、的便攜式自行車的速度里 程表，它能自動地顯示當前自行車行走的距離及運行的速度。 1.1 國內(nèi)外自行車測速儀的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢國內(nèi)外自行車測速儀的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 隨著微型計算機可靠性提高和價格下降，用單片機測量電機轉(zhuǎn)速技術已經(jīng)成 熟，但是這種技術目前主要還是用于工業(yè)生產(chǎn)方面，測速裝置用于生活中還是少 之又少。欲提高測量精度，必須先測出準確的轉(zhuǎn)速，而原先在可控硅調(diào)速電路中 采用的測速發(fā)電機方式已不能滿足要求，必須采用數(shù)字測速的方法。轉(zhuǎn)速的測量 方法很多，根據(jù)脈沖計數(shù)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有 m 法（測頻法） 、t 法 （測周期法）和 mpt 法（頻率周期法） 。 由于需要采用霍爾傳感器的應用領域，

9、如汽車、電機、手機和電腦都已經(jīng)采 用了該器件，而且這些市場在未來幾年的增長較為穩(wěn)定，而其他一些新的應用市 場又不足以與上述幾個市場相比，因此霍爾傳感器在全球總的市場份額是較為穩(wěn) 定的，每年的增長率基本上保持在 5%到 10%之間。因為各種應用電機的部件、 節(jié)氣門位置的檢測、各種閥體位置的檢測、或者電磁感應的位置都會用到霍爾傳 感器。而且，在中國市場中，國外廠商為了降低成本，陸續(xù)將零部件拿到中國進 行設計和生產(chǎn)，這也進一步提升了中國市場霍爾傳感器的使用量。隨著它在電子 消費市場上的應用越來越廣，如何控制功耗和成本將是廠商面臨的挑戰(zhàn)。而且， 它還面臨生產(chǎn)測試技術方面的挑戰(zhàn)。 國內(nèi)外現(xiàn)在已經(jīng)有生產(chǎn)銷

10、售類似的自行車測速儀里程表，有些簡單的產(chǎn)品功 能比較單一，就是單單只有測速或里程的功能，然而一些復雜的產(chǎn)品除了測速和 里程功能外，還集成了 gps 全球定位、單次行車里程、平均速度、時鐘、行車時 間、車輪轉(zhuǎn)數(shù)。未來的發(fā)展趨勢可能還將加入 mp3 和短信收發(fā)、新聞播報、通 訊功能等，使得自行車測速儀更加的人性化、現(xiàn)代化、生活化。相信未來的測速 儀會受到更多人的青睞，也將成為人類社會生活中的必需品。 1.2 本論文的研究內(nèi)容本論文的研究內(nèi)容 本課題主要是利用霍爾元件、單片機等部件設計一個可用 lcd 液晶顯示器 實時顯示里程和速度的自行車的速度里程表。本文主要介紹了自行車的速度里程 表的設計思想、

11、電路原理、方案論證以及元件的選擇等內(nèi)容，整體上分為硬件部 分設計和軟件部分設計。 本文首先扼要對該課題的任務進行方案論證，包括硬件方案和軟件方案的設 計；繼而具體介紹了自行車的速度里程表的硬件設計，包括傳感器的選擇、單片 機的選擇、顯示電路的設計；然后闡述了該自行車的速度里程表的軟件設計，包 括數(shù)據(jù)處理子程序的設計、顯示子程序的設計；最后針對仿真過程遇到的問題進 行了具體說明與分析，對本次設計進行了系統(tǒng)的總結。 具體的硬件電路包括 stc89c54rd+單片機的外圍電路以及 lcd 顯示電路等。 軟件設計包括：芯片的初始化程序、定時中斷采樣子程序、顯示子程序等，軟件 采用匯編語言編寫，軟件設計

12、的思想主要是自頂向下，模塊化設計，各個子模塊 逐一設計?？刂葡到y(tǒng)的方案設計框圖如圖 1.1 所示。 速度傳感器 單片機 顯示器 按鍵 時鐘芯片 溫度傳感器 圖圖 1.1 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖 第第 2 章章 自行車測速儀的總體設計方案自行車測速儀的總體設計方案 自行車測速儀是基于單片機的測速系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)速測量模塊，溫度測 試模塊，顯示模塊和電源模塊。 2.1 單片機選型單片機選型 單片機是自行車測速儀的核心部分，是決定各項設計指標的關鍵因素，不同 的單片機有著不同的優(yōu)勢及其各自的缺點，我們要通過分析論證來選取相對于該 設計來講相對較優(yōu)的方案。 2.1.1 單片機介紹單片機介紹 at89c52

13、 是美國 atmel 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 cmos 8 位單片機，片 內(nèi)置通用 8 位中央處理器（cpu）和 flash 存儲單元，功能強大，at89c52 單片 機適合于許多較為復雜控制場合應用。 stc89c54rd+是由深圳宏晶科技生產(chǎn)的低功耗，高性價比的單片機。采用 8051 的內(nèi)核，與其他大部分單片機兼容，并且功能比普通的單片機強大，存儲器 （包括數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器）容量比普通的 51 單片機更大，程序存儲器主 要采用 flash 存儲器，可方便的擦寫程序，同時還帶一個 8 位的 a/d 轉(zhuǎn)換器，最 主要的是它采用 isp 在線編程，配備了專門的程序下載軟件，可直接通過串口

14、將 程序下載大單片機的 flash 程序存儲區(qū)，并且掉電后不會丟失，用途非常廣泛。 2.1.2 單片機性能比較單片機性能比較 at89c52 片內(nèi)含 8k bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器（eprom）和 256 字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ram） ，器件采用 atmel 公司的高密度、非 易失性存儲技術生產(chǎn)，與標準 mcs-51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置 通用 8 位中央處理器（cpu）和 flash 存儲單元，功能強大，at89c52 單片機適 合于許多較為復雜控制場合應用。 stc89c54rd+具有 16k 在系統(tǒng)可編程 flash 存儲器和 1280b 的隨

15、機存取數(shù) 據(jù)存儲器。片內(nèi)程序存儲器內(nèi)含 16kb 的 flash 程序存儲器，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi) 含 1280 字節(jié)的 ram，具有 3 個可編程定時器，具有 32 根可編程 i/o 口線，串行 口是具有一個全雙工的可編程串行通信口，中斷系統(tǒng)是具有 8 個中斷源、4 個級 優(yōu)先權的中斷結構，具有一個數(shù)據(jù)指針 dptr，低功耗工作模式有空閑模式和掉 電模式，具有可編程的 3 級程序鎖定位，stc89c54rd+工作電源電壓典型值為 5v，stc89c54rd+工作頻率為 080mhz。 1 2.1.3 最終方案最終方案 就兼容性來講，兩種單片機都兼容 51 單片機，從存儲容量來講 stc89c54

16、rd+具有更大的存儲容量，可以存儲更多的數(shù)據(jù)，換句話來說，自行 車可以行駛更遠的距離。就價格和功耗來說，stc89c54rd+具有低功耗，正好 滿足現(xiàn)在的低碳理念，stc89c54rd+是國產(chǎn)的，而 at89c52 是美國進口的，故 stc89c54rd+更加便宜，選 stc89c54rd+可以降低系統(tǒng)的成本。所以本文選用 stc89c54rd+單片機作為本系統(tǒng)的控制核心。 2.2 測速傳感器選型測速傳感器選型 測速傳感器是自行車重要的硬件部分，它對被測物的運行速度進行測量并轉(zhuǎn) 化成可輸出信號的傳感器。測速傳感器包括測量線速度傳感器和測量轉(zhuǎn)速度傳感 器。而測量轉(zhuǎn)速的方式很多，常見的有：霍爾傳感

17、器（例如你提到的那一種） 、 光電傳感器（還分反射式與透射式） 、以旋轉(zhuǎn)編碼器等等。 2.2.1 測速傳感器的介紹測速傳感器的介紹 lg-916 傳感器，由投光部、受光部及放大器組成的一體構造，從傳感器發(fā)出 光（紅外線），照到旋轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生反射光,再檢測這個反射光的非接觸式轉(zhuǎn)速傳感 器。 霍爾傳感器 44e 系列是 allegro microsystems 公司生產(chǎn)的寬溫、開關型霍爾 效應傳感器，其工作溫度范圍可達-40150。它由電壓調(diào)整電路、反相電源 保護電路、霍爾元件、溫度補償電路、微信號放大器、施密特觸發(fā)器和 oc 門輸 出極構成，通過使用上拉電阻可以將其輸出接入 cmos 邏輯電路。在

18、測量、自動 化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。 2 2.2.2 測速傳感器的比較測速傳感器的比較 用 lg-916 傳感器，從傳感器發(fā)出光（紅外線），照到旋轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生反射光, 再檢測這個反射光的非接觸式轉(zhuǎn)速傳感器。在旋轉(zhuǎn)軸上通常要貼反射標簽，lg- 916 是在其尖端部使用玻璃纖維束，其玻璃纖維束發(fā)出紅外線光，同時接受反射 回來的光。傳感器內(nèi)裝小型放大器，對波形整形為矩形波輸出。經(jīng)過信號處理后 輸出到計數(shù)器或其他的脈沖計數(shù)裝置，進行轉(zhuǎn)速的測量。最大測量距離 20mm （使用 12mm 見方專用反射標簽）。 霍爾效應原理，將一塊永久磁鋼固定在電機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤邊沿，轉(zhuǎn)盤隨側軸 旋轉(zhuǎn)，磁鋼也

19、將跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤下方安裝一個霍爾器件，轉(zhuǎn)盤隨軸旋轉(zhuǎn)時， 受磁鋼所產(chǎn)生的磁場的影響，霍爾器件輸出脈沖信號，其頻率和轉(zhuǎn)速成正比。脈 沖信號的周期與電機的轉(zhuǎn)速有式1.1關系： 3 v=nl （ 1.1） 式中：v 為自行車車速；n 為車輪單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)；l 車輪的周長。根 據(jù)上式即可計算出自行車當前的速度。 2.2.3 最終結論最終結論 綜上所述，lg-916 傳感器要用玻璃纖維束發(fā)出紅外線光，玻璃纖維束比較脆， 很容易壞，不便長期使用，而且最大測量距離 20mm （使用 12mm 見方專用反射標 簽） ，測量距離太短，再加上反射標簽面積較小，易脫落，不利于固定，不能長期使 用；而霍爾器件

20、作為一種轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的傳感器，它有結對磁場敏感、結構簡單、 體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大、結構牢固、重量輕、壽命長、安裝方便 等優(yōu)點，故本文采用霍爾傳感器檢測脈沖信號。 2.3 溫度傳感器選型溫度傳感器選型 溫度傳感器是自行車測速儀體格拓展功能的重要硬件，溫度傳感器是利用物 質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。由于品種繁多， 所以在工業(yè)應用中溫度傳感器分類的方式方法有很多種。 2.3.1 溫度傳感器介紹溫度傳感器介紹 ds18b20 是美國 dallas 半導體公司繼 ds1820 之后最新推出的一種改進型 智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，能夠直接讀出被測溫度并

21、且可根據(jù)實 際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。ds18b20 數(shù)字溫度傳感 器接線方便，封裝成后可應用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不 銹鋼封裝式，型號多種多樣，有 ltm8877，ltm8874 等等。主要根據(jù)應用場合 的不同而改變其外觀。封裝后的 ds18b20 可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫， 鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫 度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設 備數(shù)字測溫和控制領域。 ad590 是 ad 公司利用 pn 結正向電流與溫度的關系制成的電流輸出型兩端 溫度傳感器。適

22、用于150c以下、目前采用傳統(tǒng)電氣溫度傳感器的任何溫度檢測應 用。低成本的單芯片集成電路及無需支持電路的特點，使它成為許多溫度測量應用 的一種很有吸引力的備選方案。應用ad590時，無需線性化電路、精密電壓放大器、 電阻測量電路和冷結補償。除溫度測量外，還可用于分立器件的溫度補償或校正、 與絕對溫度成比例的偏置、流速測量、液位檢測以及風速測定等。ad590可以裸片 形式提供，適合受保護環(huán)境下的混合電路和快速溫度測量。 2.3.2 溫度傳感器性能比較溫度傳感器性能比較 ds18b20 可以分別在 93.75 ms 和 750 ms 內(nèi)完成 9 位和 12 位的數(shù)字量，并且 從 ds18b20 讀

23、出的信息或?qū)懭?ds18b20 的信息僅需要一根口線（單線接口）讀 寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 ds18b20 供電， 而無需額外電源。因而使用 ds18b20 可使系統(tǒng)結構更趨簡單，可靠性更高。在 測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面較 ds1820 有了很大的改進，給 用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。 其主要特點如下： （1）獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信。 （2）多個ds18b20可以并聯(lián)在惟一的總線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能。 （3）可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.05.5v。 （4）測溫范圍55+125，固有測溫誤差（注意，不是分辨率

24、，這里之 前是錯誤的）0.5。 （5）零待機功耗。 （6）報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件。 （7）負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正 常工作。 ad590 在 4v 至 30 v 電源電壓范圍內(nèi)，該器件可充當一個高阻抗、恒流調(diào)節(jié) 器，調(diào)節(jié)系數(shù)為 1a/k。片內(nèi)薄膜電阻經(jīng)過激光調(diào)整，可用于校準器件，使該器 件在 298.2k (25c)時輸出 298.2 a 電流。適用于 150c 以下、目前采用傳統(tǒng)電 氣溫度傳感器的任何溫度檢測應用。低成本的單芯片集成電路及無需支持電路的 特點，使它成為許多溫度測量應用的一種很有吸引力的備選方案。應用 a

25、d590 時，無需線性化電路、精密電壓放大器、電阻測量電路和冷結補償。除溫度測量 外，還可用于分立器件的溫度補償或校正、與絕對溫度成比例的偏置、流速測量、 液位檢測以及風速測定等。ad590 可以裸片形式提供，適合受保護環(huán)境下的混合 電路和快速溫度測量。ad590 具有如下特征： （1）流過器件的電流(a) 等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度(開爾文) 度數(shù)如 下式 1.2： ir/t=1 （1.2） 式中，ir流過器件(ad590) 的電流，單位為 a；t熱力學溫度，單位為 k； （2）ad590 的測溫范圍為- 55+150； （3）ad590 的電源電壓范圍為 430 v，可以承受 44 v

26、正向電壓和 20 v 反 向電壓，因而器件即使反接也不會被損壞； （4）輸出電阻為 710 m； （5）精度高，ad590 在- 55+-150范圍內(nèi)，非線性誤差僅為0.3。 2.3.3 最終方案最終方案 從電路的構造上來講，ad590 需要模擬轉(zhuǎn)數(shù)字電路，電路繁多，而 ds18b20 只需要一個元件，電路簡單；從測量精度和測溫點數(shù)上來說，ad590 測量精確度 較差，測溫點數(shù)量少，而 ds18b20 采用單總線的構造，可同時連接多個溫點； 從信號線的長度來講，ad590 對線阻有要求，不適合長距離傳輸，而 ds18b20 信號線距離遠，適合長距離傳輸；從成本的角度來說，ds18b20 比 a

27、d590 便宜， 用 ds18b20 可以減少成本，雖然 ds18b20 溫度范圍只能在55+125之間， 但是用來測量自行車行駛時的環(huán)境溫度已經(jīng)足夠了。總體來說 ds18b20 的優(yōu)點 都是彌補 ad590 的缺點的，故本文采用 ds18b20 溫度傳感器為本設計的測溫芯 片。 2.4 顯示器選型顯示器選型 顯示器是自行車測速儀的重要組成部分，沒有顯示器，系統(tǒng)測出的參數(shù)，將 無法顯示，供使用者得知，顯示器的性能不行，顯示的位數(shù)不夠，將無法達到測 量精度，所以顯示器的選取至關重要。 2.4.1 顯示器介紹顯示器介紹 深圳市晶美光電科技有限公司是一家集研發(fā)、設計、生產(chǎn)、銷售于一體，專 業(yè)研制生產(chǎn)

28、數(shù)碼管，led 數(shù)碼管。led 數(shù)碼管實際上是由七個發(fā)光管組成 8 字形 構成的，加上小數(shù)點就是 8 個。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp 來表示。當數(shù)碼 管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。 主要用于樓體墻面，廣告招牌、高檔的 disco、酒吧、夜總會、會所的門頭廣告 牌等。特別適合應用于廣告牌背景、立交橋、河、湖護欄、建筑物輪廓等大型動 感光帶之中，可產(chǎn)生彩虹般絢麗的效果。 用護欄管裝飾建筑物的輪廓，可以起 到突出美彩亮化建筑物的效果。 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號 等的點陣型液晶模塊。

29、它由若干個 5x7 或者 5x11 等點陣字符位組成，每個點陣 字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔， 起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自 定義 cgram，顯示效果也不好） 。1602lcd 是指顯示的內(nèi)容為 16x2,即可以顯示 兩行，每行 16 個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字） 。市面上字符液晶大多數(shù)是基 于 hd44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 hd44780 寫的控制 程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶 2.4.2 顯示器性能顯示器性能 led 數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有

30、0.5 寸、1 寸等不同的尺寸。 小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個或 多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個發(fā)光二極管的管壓降為 1.8v 左右，電 流不超過 30ma。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數(shù)碼 管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負極的稱為共陰數(shù)碼管。常用 led 數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、c、d、e、f。性能：防水，防塵，防 紫外線，耐壓，耐破裂，耐高低溫，耐燃，超強抗沖擊老化；防護等級：ip65 級； 工作電壓范圍：24v220v；工作功率：812w；工作環(huán)境：-40 度+

31、75 度。正常 壽命：80,000 小時。 圖圖 2.1 led 外形圖外形圖 圖圖 2.2 lcd1602 外形圖外形圖 1602 采用標準的 16 腳接口，其中：第 1 腳：vss 為電源地。第 2 腳：vcc 接 5v 電源正極。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，接地電源時對比度最高（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 1 時選擇數(shù)據(jù)寄 存器、低電平 0 時選擇指令寄存器。第 5 腳：rw 為讀寫信號線，高電平(1)時進 行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。第 6 腳：

32、e(或 en)端為使能(enable)端,高電 平（1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。第 714 腳：d0d7 為 8 位雙向數(shù)據(jù) 端。第 1516 腳：空腳或背燈電源。15 腳背光正極，16 腳背光負極。3.3v 或 5v 工作電壓，對比度可調(diào)，內(nèi)含復位電路，提供各種控制命令,如：清屏、字符 閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能，有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 ddram， 內(nèi)建有 192 個 5x7 點陣的字型的字符發(fā)生器 cgrom，8 個可由用戶自定義的 5x7 的字符發(fā)生器 cgram，微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用 在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中。 2.4.3 最終方案最

33、終方案 完全用數(shù)碼管做顯示，該方案要求至少 2 排 6 位數(shù)碼管，占空間，不適合便 攜式設備，耗費資源多；而 1602 一般只用于顯示字母、數(shù)字和符號能顯示 162 個字符，具有一些顯示效果，如字符一個個顯示、字符從左到右或從右到左顯示 等等，顯示效果簡單，價格低廉。由于考慮到設計中不需漢字顯示且顯示字符足 夠。因此，系統(tǒng)采用 1602 液晶顯示。 2.5 時鐘芯片的選型時鐘芯片的選型 時鐘芯片是自行車測速儀的重要器件，整個系統(tǒng)能否正常運行取決于時鐘芯 片的時鐘設置，要讓系統(tǒng)按照單片機上的程序運作，首先要設置好時鐘，下面就 來介紹本系統(tǒng)時鐘芯片的選取。 時鐘芯片種類非常多，有內(nèi)置晶振及充電電池

34、類型，還有外置晶振類型，如 現(xiàn)在流行的 ds1302、 ds1307、pcf8485、sb2068 等等。由于 ds1302 時鐘芯片 的電路接口簡單，價格低廉、使用方便，被廣泛地采用。在系統(tǒng)中采用了 ds1302 時鐘芯片，該實時時鐘電路是 dallas 公司的一種具有涓細電流充電能 力的電路，主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電 功能，并且可以關閉充電功能，采用普通 32.768khz 晶振。 4 ds1302 時鐘芯片是美國 dallas 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 ram 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具 有閏年補償功能，工

35、作電壓為 2.5v5.5v。ds1302 內(nèi)部有一個 318 的用于臨時 性存放數(shù)據(jù)的 ram 寄存器。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行涓細電流充電 的能力。 第第 3 章章 硬件設計硬件設計 系統(tǒng)主要分成四個模塊，分別是速度模塊、溫度模塊、時鐘模塊、顯示模塊。 溫度及速度模塊通過外部傳感器對相應參數(shù)進行測量，將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號 輸入單片機，單片機對輸入的電信號進行處理，最后通過顯示器輸出顯示 3.1 單片機外圍電路單片機外圍電路 單片機部分是本設計的核心部分，單片機部分設計的好壞將直接影響整

36、個設 機的工作情況，所以單片機的選擇和電路的設計非常重要。本節(jié)將從單片機的介 紹和單片機外圍電路的設計兩個部分進行介紹。 3.1.1 單片機的介紹單片機的介紹 stc89c54rd+具有 16k 在系統(tǒng)可編程 flash 存儲器和 1280b 的隨機存取數(shù) 據(jù)存儲器。 （1）片內(nèi)程序存儲器內(nèi)含 16kb 的 flash 程序存儲器； （2） 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含 1280 字節(jié)的 ram； （3） 具有 3 個可編程定時器； （4） 具有 32 根可編程 i/o 口線； （5） 串行口是具有一個全雙工的可編程串行通信口； （6） 中斷系統(tǒng)是具有 8 個中斷源、4 個級優(yōu)先權的中斷結構； （7）

37、具有一個數(shù)據(jù)指針 dptr； （8） 低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式； （9） 具有可編程的 3 級程序鎖定位； （10） stc89c54rd+工作電源電壓典型值為 5v； （11） stc89c54rd+工作頻率為 080mhz。 stc89c54rd+單片機為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，如圖 3.1 所示，按其引腳功能分為四部分,下面對其進行簡單的介紹。 5 （1） 主電源引腳 vcc 和 vss； （2） 外接晶體引腳 xtal1 和 xtal2； （3） 控制或與其它電源復用引腳 rst、ale、psen 和 ea/vpp； （4） 輸入/輸出（i/o）引腳 p

38、0、p1、p2、p3（共 32 根） 。 p0 口是雙向 8 位三態(tài) i/o 口，在外接存儲器時，與地址總線的低 8 位及數(shù)據(jù) 總線復用，能以吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 ls 型的 ttl 負載，故在使用 p0 口作 為輸入/輸出口時需在外界接入上拉電阻。p1 口是準雙向 8 位 i/o 口。由于這種接 口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向 i/o 口。p1 口能驅(qū)動 （吸收或輸出電流）4 個 ls 型的 ttl 負載。p1.0 引腳的第二功能為 t2 定時/計 數(shù)器的外部輸入，p1.1 引腳的第二功能為 t2 捕捉、重裝觸發(fā)，即 t2 外部控制端。 對 flash 編程和程序

39、驗證時，它接收低 8 位地址。 p2 口是準雙向 8 位 i/o 口。在 訪問外部存儲器時，它可以作為擴展電路高 8 位地址總線送出高 8 位地址。在對 flash 編程和程序驗證期間，它接收高 8 位地址。p2 可以驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 ls 型的 ttl 負載。p3 口是準雙向 8 位 i/o 口，在 mcs-51 中，這 8 個引腳 還有其第二功能，是復用雙功能口。p3 能驅(qū)動 4 個 ls 型的 ttl 負載。 6 圖圖 3.1 stc89c54rd+引腳圖引腳圖 3.1.2 單片機外圍電路單片機外圍電路圖圖 單片機外圍電路圖如圖 3.2 所示。由于設計采用 stc 單片機，

40、此系列單片機 具有掉電自動復位的功能，所以在單片機中并未設計復位電路。且在仿真中，單 片機晶振在其屬性中可調(diào)，即在仿真電路中沒有晶振電路。但是在實際的硬件電 路中晶振必須要接入。因此，系統(tǒng)采用 12mhz 的晶振。圖中的兩個按鍵是調(diào)節(jié) 時鐘芯片的時間。由于在仿真圖中并沒有霍爾元件可功模擬，即在 p3.2 接入數(shù)字 激勵源，代替了實際的電路中的霍爾傳感器。 7 圖圖 3.2 單片機外圍電路圖單片機外圍電路圖 3.2 速度模塊的設計速度模塊的設計 速度模塊是本設計不可缺少的部分，速度模塊設計的好壞直接將影響本設計 的測試結果，所以測速芯片及電路的選擇尤為重要。本節(jié)將從兩個方面進行講解， 分別為：霍

41、爾元件的介紹和霍爾元件的硬件電路電路。 3.2.1 霍爾元件的介紹霍爾元件的介紹 根據(jù)霍爾效應，人們用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。該芯片具有尺寸 小、穩(wěn)定性好、靈敏度高等特點。a3144e 系列單極高溫霍爾效應集成傳感器是 由穩(wěn)壓電源，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，施密特觸發(fā)器和輸出放大器組成的 磁敏傳感電路，其輸入為磁感應強度，輸出是一個數(shù)字電壓訊號。它是一種單磁 極工作的磁敏電路，適用于矩形或者柱形磁體下工作?？蓱糜谄嚬I(yè)和軍事 工程中?；魻杺鞲衅鞯耐庑螆D和與磁場的作用關系如圖 3.3 所示。 a 霍爾元件和磁鋼霍爾元件和磁鋼 b 管腳圖管腳圖 圖圖 3.3 霍爾傳感器的外形圖霍爾傳

42、感器的外形圖 磁場由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對使用。霍爾傳感器測量原 理及轉(zhuǎn)速測量方法如下： 1. 霍爾傳感器測量原理 測量電機轉(zhuǎn)速的第一步就是要將電機的轉(zhuǎn)速表示為單片機可以識別的脈沖信 號，從而進行脈沖計數(shù)。霍爾器件作為一種轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的傳感器，它有結構牢 固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便等優(yōu)點，因此選用霍爾傳感器檢測脈沖 信號，其基本的測量原理如圖 3.4 所示，當電機轉(zhuǎn)動時，帶動傳感器運動，產(chǎn)生 對應頻率的脈沖信號，經(jīng)過信號處理后輸出到計數(shù)器或其他的脈沖計數(shù)裝置，進 行轉(zhuǎn)速的測量。 8 圖圖 3.4 霍爾傳感器測量原理霍爾傳感器測量原理 2. 轉(zhuǎn)速測量方法 轉(zhuǎn)速的測量方法

43、很多，根據(jù)脈沖計數(shù)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有 m 法（測 頻法）、t 法（測周期法）和 mpt 法（頻率周期法）。系統(tǒng)采用了第一種方法 （測頻法）。由于轉(zhuǎn)速是以單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)來衡量，在變換過程中多數(shù)是有規(guī)律 的重復運動。根據(jù)霍爾效應原理，將一塊永久磁鋼固定在自行車的輪轂上，隨著 自行車輪子的轉(zhuǎn)動，磁鋼也隨著輪子同步轉(zhuǎn)動，在自行車車體上安裝一個霍爾傳 感器，當車輪轉(zhuǎn)動時，受磁鋼的影響霍爾傳感器會輸出脈沖信號，其頻率和轉(zhuǎn)速 成正比。脈沖信號的周期與電機的轉(zhuǎn)速有試(1.1)關系： v=nl （ 1.1） 式中：v 為自行車車速；n 為車輪單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)；l 車輪的周長。根 據(jù)上式即可計算出自行車

44、當前的速度。 霍爾器件是由半導體材料制成的一種薄片，在垂直于平面方向上施加外磁場 b，在沿平面方向兩端加外電場，則使電子在磁場中運動，結果在器件的兩個側 面之間產(chǎn)生霍爾電勢。其大小和外磁場及電流大小成比例。霍爾開關傳感器由于 其體積小，無觸點，動態(tài)特性好，使用壽命長等特點，故在測量轉(zhuǎn)動物體旋轉(zhuǎn)速 度領域得到了廣泛應用。 9 3.2.2 霍爾傳感器硬件電路圖霍爾傳感器硬件電路圖 霍爾傳感器的的硬件電路圖如圖 3.5 所示，可測量外界磁信號。車輪每轉(zhuǎn)一 圈，則霍爾傳感器能感應到固定在車輪上磁鋼發(fā)出的信號。其中 out 引腳為霍爾 傳感器的脈沖輸出引腳，且必須接入上拉電阻。 圖圖 3.5 霍爾傳感器

45、的電路圖霍爾傳感器的電路圖 3.3 溫度模塊的設計溫度模塊的設計 溫度模塊是本設計的拓展部分，但同樣也是重要的部分，本節(jié)將從溫度傳感 器的介紹以及 ds18b20 的硬件電路圖兩個部分進行闡述。 3.3.1 溫度傳感器的介紹溫度傳感器的介紹 ds18b20引腳如圖3.6所示。 dq 2 gnd 1 vcc 3 圖圖 3.6 ds18b20 ds18b20引腳定義如下： （1） dq 為數(shù)字信號輸入/輸出端； （2） gnd 為電源地； （3） vcc 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地） 。 ds18b20 數(shù)據(jù)部件： （1） 光刻rom中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看

46、作是 ds18b20的地址序列碼。 （2） ds18b20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，如表3.1所示，以 0.0625/lsb形式表達，其中s為符號位。 表表 3.1 ds18b20 溫度值格式表溫度值格式表 bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0ls byte262524232221202-1 bit15bit14bit13bit12bit11bit10bit9bit8ms bytessssssss 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 ds18b20 的兩個 8 比特的 ram 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5

47、位為 0，只要 將測到的數(shù)值乘以 0.0625 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測 到的數(shù)值需要取反加 1 再乘以 0.0625 即可得到實際溫度。 例如+125的數(shù)字輸 出為 07d0h，-25.0625的數(shù)字輸出為 ff6fh。表 3.2 為 ds18b20 溫度對照表。 表表 3.2 ds18b20 溫度對照表溫度對照表 temperature digital output (binary) digital output (hex) +85.50000 0000 1010 101000aah +25.00000 0000 0011 00100032h +0.5000

48、0 0000 0000 00010001h 00000 0000 0000 00000000h -0.51111 1111 1111 1111ffffh -25.01111 1111 1100 1110ffceh -55.01111 1111 1001 0010ff92h ds18b20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 ram 和一個非易失性 的可電擦除的 eeprom，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 th、tl 和結構寄存器。 高速暫存存儲器除了配置寄存器外，還有其他 8 個字節(jié)組成，其分配如圖 3.7 所 示。其中溫度信息（第 1，2 字節(jié)） 、th 和 tl 值（第 3，4 字節(jié)）

49、 、第 68 字節(jié) 未用，表現(xiàn)為全邏輯 1；第 9 字節(jié)讀出的是前面所有 8 個字節(jié)的 crc 碼，可用來 保證通信正確。 10 溫度靈敏元件 低溫觸發(fā)器 tl 高溫觸發(fā)器 th 配置寄存器 存儲器和控制器 8 位 crc 生成器 高速緩存儲存 器 64 位 rom 和單 線接 口 電 源 檢 測 圖圖3.7 ds18b20內(nèi)部儲存器結構圖內(nèi)部儲存器結構圖 根據(jù) ds18b20 的通訊協(xié)議，主機（單片機）控制 ds18b20 完成溫度轉(zhuǎn)換必 須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對 ds18b20 進行復位操作，復位成功后 發(fā)送一條 rom 指令，最后發(fā)送 ram 指令，這樣才能對 ds18b20

50、 進行預定的操 作。復位要求主 cpu 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放，當 ds18b20 收到信號 后等待 1660 微秒左右，后發(fā)出 60240 微秒的存在低脈沖，主 cpu 收到此信 號表示復位成功。后面還要具體講述復位、讀和寫的時序。rom 指令表明了主 機尋址一個或者多個 ds18b20 中的某個或某幾個，或者讀取某個 ds18b20 的 64 位地址。ram 指令用于主機對 ds18b20 內(nèi)部 ram 的操作。指令集如表 3.3 和 表 3.4 所示。 表表 3.3 ram 指令表指令表 指令約定代碼100 功能 溫度轉(zhuǎn)換44h 啟動 ds18b20 進行溫度轉(zhuǎn)換，12 位

51、轉(zhuǎn)換 時最長為 750ms（9 位為 93.75ms）。結 果存入內(nèi)部 9 字節(jié) rom 中。 讀暫存器0beh讀內(nèi)部 ram 9 字節(jié)內(nèi)容。 寫暫存器4eh 發(fā)出向內(nèi)部 ram 的 3、4 字節(jié)寫上、下限 溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送 兩字節(jié)數(shù)據(jù)。 復制暫存器48h 將 ram 的第 3、4 字節(jié)的內(nèi)容復制到 eeprom 中。 重讀 eeprom 0b8h 將 eeprom 中的內(nèi)容復制到 ram 中的 第 3、4 字節(jié)。 讀供電方式0b4h 讀 ds18b20 的供電模式，寄生供電時 ds18b20 發(fā)送“0”，外接電源供電 ds18b20 發(fā)送“1”。 表表 3.4 rom 指

52、令表指令表 指令代碼操作說明 溫度轉(zhuǎn)換44h開始啟動 ds18b20 溫度轉(zhuǎn)換 讀 rom33h讀 rom 內(nèi)容 匹配 rom55h對指定器件操作 跳過cch跳過器件識別 讀暫存器beh讀暫存器內(nèi)容 寫暫存器4eh將數(shù)據(jù)寫入暫存器的 th、tl 字節(jié) 復制暫存器48h把暫存器的 th、tl 字節(jié)寫到 rom 重寫調(diào)用 ramb8h 把 ram 中的 th、tl 字節(jié)寫到暫存器 th、tl 字節(jié) 3.3.2 ds18b20 硬件電路圖硬件電路圖 ds18b20 的電路圖如圖 3.8 所示，是測量外界環(huán)境溫度的模塊。通過串行通 信將數(shù)據(jù)送至單片機處理并顯示，其中 dq 是串行數(shù)據(jù)輸出口，必須加入一

53、上拉 電阻。vcc 和 gnd 分別接入的是電源和接地。電路連接簡單，但由于數(shù)據(jù)輸出 口只有一個，所以編程比較復雜。 圖圖 3.8 ds18b20 電路電路圖圖 3.4 時鐘模塊的設計時鐘模塊的設計 時鐘模塊式本設計運作的非常重要的部分，本設計各個部分的工作的先后順 序，各個部分的配合都需要時鐘模塊的統(tǒng)一調(diào)配，時鐘模塊在本設計中有著不可 取代的地位。本結將從時鐘芯片 ds1302 的介紹和 ds1302 硬件電路兩個方面進 行介紹。 3.4.1 時鐘芯片的介紹時鐘芯片的介紹 ds1302 的引腳排列，其中 vcc1 為主電源，vcc2 為后備電源。在主電源關 閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行

54、。ds1302 由 vcc1 或 vcc2 兩者中的較 大者供電。x1 和 x2 是振蕩源，外接 32.768khz 晶振。rst 是復位/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。rst 輸入有兩種功能：首先， rst 接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，rst 提供終止 單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當 rst 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化， 允許對 ds1302 進行操作。如果 rst 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，i/o 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 vcc2.0v 之前，rst 必須保持低電平。只有 在 sclk 為低電平時，才能將

55、 rst 置為高電平。i/o 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端，后 面有詳細說明，sclk 為時鐘輸入端。ds1302 的引腳功能圖如圖 3.9 所示。 圖圖 3.9 ds1302 引腳圖引腳圖 ds1302 控制字如表 3.5 所示。 表表 3.5 ds1302 控制字控制字 76543210 ramrd 1 ck a4a3a2a1a0 wr （1） 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； （2） 位 6：如果為 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)； （3） 位 5 至位 1（a4a0）：指示操作單元的地址； （4） 位

56、0（最低有效位）：如為 0，表示要進行寫操作，為 1 表示進行讀 操作。 控制字總是從最低位開始輸出。在控制字指令輸入后的下一個 sclk 時鐘的 上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 ds1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0 位）開始。同樣，在緊跟 8 位的控制字指令后的下一個 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。 ds1302 有關日歷、時間的寄存器如表 3.6 所示。 表表 3.6 ds1302 日歷、時間寄存器日歷、時間寄存器 rwbit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0range 81h80hch10secondsseconds00

57、-59 83h82h10minutesminutes00-59 10 85h84h12/240am/ pm hourhour1-12/0-23 87h86h0010datedate1-31 89h88h00010monmon1-12 8bh8ah00000day1-7 8dh8ch10yearyear00-99 8fh8ehwp0000000 91h90htcstcstcstcsdsdsrsrs 表 3.6 是 ds1302 內(nèi)部的 7 個與時間、日期有關的寄存器圖和一個寫保護寄 存器，我們要做的就是將初始設置的時間數(shù)據(jù)寫入這幾個寄存器，然后再不斷地 讀取這幾個寄存器來獲取實時時間。這幾個寄存

58、器的說明如下： （1） 秒寄存器（81h、80h）的位 7 定義為時鐘暫停標志（ch） 。當初始上 電時該位置為 1，時鐘振蕩器停止，ds1302 處于低功耗狀態(tài)；只有將秒寄存器的 該位置改寫為 0 時，時鐘才能開始運行； （2） 小時寄存器（85h、84h）的位 7 用于定義 ds1302 是運行于 12 小時模 式還是 24 小時模式。當為高時，選擇 12 小時模式。在 12 小時模式時，位 5 是 為 1 時，表示 pm。在 24 小時模式時，位 5 是第二個小時十位； （3） 控制寄存器（8fh、8eh）的位 7 是寫保護位（wp） ，其它 7 位均置為 0。在對任何的時鐘和 ram

59、的寫操作之前，wp 位必須為 0。當 wp 位為 1 時， 寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。也就是說在電路上電的初始態(tài) wp 是 1， 這時是不能改寫上面任何一個時間寄存器的，只有首先將 wp 改寫為 0，才能進 行其它寄存器的寫操作。 11 所謂突發(fā)模式是指一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 ram 數(shù)據(jù)。突發(fā)模式寄 存器如表 3.7 所示。 表表 3.7 ds1302 的工作模式寄存器的工作模式寄存器 工作模式寄存器讀寄存器 寫寄存 器 時鐘突發(fā)模式寄存器clock burstbfhbeh ram 突發(fā)模式寄存器ram burstffhfeh ds1302 與微處理器進行數(shù)據(jù)交換時，首先由微處

60、理器向電路發(fā)送命令字節(jié)， 命令字節(jié)最高位 write protect（d7）必須為邏輯 1，如果 d7=0，則禁止寫 ds1302，即寫保護；d6=0，指定時鐘數(shù)據(jù)，d6=1，指定 ram 數(shù)據(jù)；d5d1 指 定輸入或輸出的特定寄存器；最低位 lsb(d0)為邏輯 0，指定寫操作（輸入） ， d0=1，指定讀操作（輸出） 。 在ds1302的時鐘日歷或ram進行數(shù)據(jù)傳送時，ds1302必須首先發(fā)送命令字 節(jié)。若進行單字節(jié)傳送，8位命令字節(jié)傳送結束之后，在下2個sclk周期的上升 沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下8個sclk周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 ds1302與ram相關的寄存器分為兩類：一類是單個r